Подпорная стенка своими руками: расчет и устройство
Абсолютно ровный участок под строительство – большая удача. Но большинство из них всё же имеют уклон. Хорошо если незначительный, можно решить проблему невысокими террасами – устроить ступенчатый ландшафт с подпорными стенками. С большими перепадами высоты уже сложнее – поддерживающие грунт конструкции нужны более серьёзные.
Можно просто приобрести материал для их строительства: готовые блоки для подпорных стенок, габионы. Или использовать для строительства менее специфичные, но уже более доступные материалы: бетон, камень, в отдельных случаях кирпич или даже дерево. Рассмотрев функциональное назначение подпорных стенок сам собой напрашивается вывод:
- Низкие подпорные стенки высотой до полуметра можно строить из подручных материалов, чаще всего они выполняют декоративную функцию, словно ограждение клумбы. При этом зачастую используется просто собственный вес, например, невысокие стенки из крупного камня могу быть выложены «на сухую», без кладочного раствора.
- Стены высотой около метра устраиваются с заглублением в землю. Обычно это треть высоты, здесь уже определённые требования к прочности, предполагается обязательное наличие дренажа.
- Для подпорных стен высотой более метра в самостоятельном исполнении более технологично использовать такие материалы как бетон и железобетон.
Понятно, что в этом случае без расчётов уже не обойтись. Необходимо определить общие размеры сооружения более точно, чтоб заложить гарантию надёжности и долговечности, одновременно оптимизировать расходы на материалы, технику и людские ресурсы. Причём по окончанию строительства обязательно потребуется защита бетонной конструкции или облицовка отделочным материалом.
Содержание статьи
Расчет для подпорной стенки
При более детальном погружении в тему выясняется, что существуют стандарты, допуски и ограничения. А самое главное – методики и расчёта. Литература, откуда можно черпать информацию:
- Это в первую очередь СНиП – регламентированию подпорных стен отведён целый раздел.
- Его дополняет Справочное пособие к СНиП – это уже более развёрнутая информация, на которую ориентируются проектировщики, основа для программ и калькуляторов. Называется «Проектирование подпорных стен и подвалов».
- Хорошо подана информация в «Технических указаниях по проектированию подпорных стен для транспортного строительства» и учебнике «Расчёт подпорных стен» Клейна за 64 год.
Всё остальное это сайты по ландшафтному дизайну – для начала самостоятельного строительства это поверхностная, нередко противоречивая информация. В основном она касается декорирования рельефа и «обыгрывания» незначительных перепадов высоты – больше про дизайн подпорных стенок.
Выбор оптимального вида опорной стены
Вообще для организации укрепления перепадов высоты рельефа местности применяются различные виды опорных стен и устроены они принципиально разными способами:
- Свайным методом.
- Массивные стены – армированные, неармированные.
- Уголковые консольные.
Однако для устройства бетонных свай и шпунтов требуется спецтехника. Нам же нужна конструкция подпорной стенки для изготовления своими руками.
Железобетонные конструкции конечно «изящней» массивных, тоньше – их поперечный разрез похож на угол. При поверхностном осмотре создаётся впечатление, что изготовление потребует значительно меньших затрат. При повышенной степени механизации так и есть. Но для собственного изготовления ситуация несколько иная:
- Расчёты для них требуются более объёмные – необходимо очень точно рассчитать возможности экономии бетона за счёт арматуры. Если закладывать большой запас прочности именно в бетон – теряется смысл её использования.
- Кроме того, сильно повышаются требования к качеству работ – обязательный контроль защитного слоя, тщательная штыковка или вибрирование.
- Как следствие – получаем повышенные требования к устройству опалубки.
Это только то, что «на поверхности», устройство подпорных стенок только с виду кажется простым.
Несоблюдение даже одного из этих требований – критично, при этом ещё и не всегда возможно в самостоятельном исполнении. Поэтому нами и выбрана массивная стена.
Некоторые требования СНиП
Для ведения подобных работ кроме экономической целесообразности важнейшее условие – прочность. Потому основа расчёта – требования норм и правил строительства. Ими регламентированы отдельные минимальные параметры подпорных стен и положение элементов:
- Минимально допустимая глубина заложения основания – так называемой подошвы – 60 см.
- Её ширина для начала расчётов предполагается в рамках 0.5 – 0.7 от полной высоты всей стены.
- Уклон нижней плоскости основания – заглубление в сторону «горы» – 12.5 см на погонный метр (способствует устойчивости стены к сдвигу).
- Любой наименьший размер ширины, толщины для поперечного сечения «массивной» бетонной конструкции, например, верхний срез – не тоньше 40 см.
Кроме того, регламентируется устройство дренажа – их 3 вида: продольный, поперечный и комбинированный.
Исходные данные
Начнём с того, что стоит задача установить подпорную стену, средняя высота перепада уровня почвы 130см. Для подобных условий, отталкиваясь от минимальной глубины залегания основания, рекомендуемая общая высота стены – 2 м (надземная и подземная части вместе). Таким образом определились основные габаритные размеры.
Сразу нужно отметить, что самостоятельный расчет подпорной стенки происходит методом подбора – принимаются оптимальные размеры, считаются параметры стены. Если не соблюдается условие устойчивости – увеличиваются необходимые размеры и проводится новый расчёт. Если запас устойчивости слишком большой – размеры уменьшаются и всё перещитывается вновь. Понятно, что на устойчивость влияют размеры основания стены.
Габаритные размеры подпорной стены, затраты на их создание, в целях оптимизации расходов просчитывались отдельно и для железобетонной, и для бетонной – массивной конструкции без арматуры. Их устойчивость к сдвигу, изменению положения – одинакова.
Для каждого вида стен нужен разный объём земляных работ. Хотя справедливости ради нужно отметить – если точное, конкретное положение стены ничем не ограничено, то в начальном этапе затраты на земляные работы можно понизить, выбирая чуть меньше грунта. В этом варианте предполагается дополнительная подсыпка после проведения работ.
Кроме того, вычислены экономические затраты для возведения 1 погонного метра стены.
Очевидно, что в конкретном случае массивная подпорная стенка из бетона не только значительно проще в изготовлении, но и дешевле. Это особенно заметно при большой длине всей конструкции.
Однако ещё ни разу не упоминалось о грунтах, точнее об их свойствах и параметрах. Возводится подпорная стенка на даче, где инженерно-геодезические изыскания проводились ранее, ещё при строительстве фундамента дома. Конечно, не конкретно в этом месте, но на незначительном удалении основная часть грунта – суглинок. Поэтому, руководствуясь справочной таблицей пособия СНиП, находим характеристики для соответствующего вида грунта.
Нормативные и расчётные показатели грунта
Далее по формулам из этого же пособия указанные нормативные значения необходимо пересчитать под свой грунт. Получить значения для предельных состояний – то есть с учётом коэффициентов запаса:
Для повышения точности расчёта сторона стены, которая в последствии будет опорой для грунта условно делится на 2 плоскости:
- Опорная плоскость тела стены – вертикальная, это положение удобно для правильного монтажа и контроля положения опалубки.
- Боковая плоскость основания – наклонная, это запланировано против самопроизвольного осыпания грунта во время работ.
Для основной опорной плоскости считаем коэффициент непосредственного давления грунта на подпорную стенку в горизонтальном направлении. Следом, угол уклона для поверхности скольжения с учётом препятствующего трения, которое снижает активное действие грунта на стену и как следствие повышает её устойчивость.
Для актуализации расчётов в регионах с разной сейсмичностью учитывается коэффициент горизонтального давления грунта.
И вычисляется интенсивность воздействия горизонтального активного давления грунта в нижней части опорной стены – там, где бетонная стенка установлена на фундамент.
Основная опорная плоскость тела стены принимает на себя основные нагрузки. Опорная плоскость основания стены значительно меньшей площади, но её глубина залегания безусловно тоже имеет значение. Исключать её из расчётов нельзя, поэтому считаем всё также, как это делали для основной опорной плоскости стены.
По итогам расчётов можно наглядно отобразить влияние глубины на силу горизонтального давления грунта:
- Красная составляющая графика – зависимость для основной опорной плоскости стены. Причём довольно значительная его часть в отрицательной области значений. Обратного эффекта конечно нет – грунт не способен «тянуть» за собой стенку. Это обусловлено свойствами конкретного грунта – суглинка. Глубина залегания влияет на его устойчивое состояние посредством собственных связных сил. Естественно, что для любого другого грунта зависимость будет другой.
- Синяя часть графика – иллюстрация влияния на ещё более заглублённую часть стены – её основание.
Возможно, процесс предыдущих расчётов кажется несколько размытым, а мотивация неясной, однако они необходимы для вычисления более понятного значения – сдвигающей силы, действующей на подпорную стенку, зависящей от массы грунта.
Для хоть какого-то упрощения расчётов условно принято отсутствие дополнительной нагрузки на грунт сверху. То есть рассчитана сдвигающая сила только веса самого грунта. Результат – 21.69 кН. получается, что к 1 погонному метру стены высотой 1.3 м приложено давление 2.1 тонны.
Вычислив сдвигающую силу, далее нужно получить значение силы, удерживающей подпорную стену. И понять актуальность параметров стены, их соответствие и достаточность для её устойчивости. Один из основополагающих параметров – масса стены. Для этого нужно вычислить площадь поперечного сечения подпорной стенки (разбив её чертеж на простые геометрические фигуры, вычисление площади которых элементарно), и умножить на среднее значение плотности для тяжёлого бетона – 2300кг/ м³.
Получим массу одного погонного метра подпорной стенки.
Далее высчитаем удерживающую силу. Она создаётся пассивным сопротивлением грунта, ведь основание заглубляется в грунт по норме СНиП как минимум на 60 см, а значит в какой-то мере сдерживается им от сдвига.
Необходимо получить комплексное значение – полную, суммарную удерживающую силу подпорной стены, для сравнения с полученным значением сдвигающей силы, учитывая и коэффициенты запаса.
Как говорится – наступил момент истины. Расчёты показали, что силы, способствующие сдвигу стены меньше удерживающих её сил. Значит стена устойчива – не подвержена сдвигу. Что и должно быть непременным результатом, иначе начинать строительство по этим параметрам и смысла не имеет – нужно снова подбирать более подходящие размеры для основания.
Однако СНиП и пособие по проектированию предполагает и дальнейшие вычисления:
- Проводится расчёт возможного изменения положения стены – сдвигов, вызванных другими причинами, речь идёт о наклоне, заваливании, предпосылках к опрокидыванию. Но в этом случае возрастает пассивное давление грунта, способствующее устойчивости стены.
- Рассчитывается прочность конструкции. В нашем конкретном примере запас прочности оказался довольно значительным, даже создающим общее впечатление, что в некоторой степени можно «облегчить» конструкцию.
Но в этом случае возрастает пассивное давление грунта, способствующее устойчивости стены.Разбираясь дальше уже велик соблазн провести полный расчёт для железобетонной конструкции. Но от неё мы изначально отказались по причине повышенных требований к качеству исполнения. Это не значит, что заранее планируется «халатное» отношение к работе. Просто небольшая случайная неточность, например, в положении арматуры поспособствует началу необратимого разрушения подпорной стены.
Подводя итоги расчёта отметим, что при наших условиях и принятых габаритных размерах: высота подпорной стенки до 2 м, а ширина основания не менее половины стены – при соблюдении остальных регламентированных параметрах оно проходит по прочности.
Верхняя часть стены – не менее 40 см, при этом утолщается к основанию с уклоном 3:1 (3 части высоты на 1 часть в горизонтали) – элемент также соответствует необходимой прочности.
Подпорная стенка из бетона – изготовление
Подобрав геометрические размеры стены и подтвердив расчётами их актуальность начинаем её возведение. Подпорную стенку из бетона целесообразно строить секциями. Это в значительной мере облегчает монтаж, и снижает расходы на опалубку – одну и туже мы будем многократно переставлять.
Выемка грунта
Как и предполагалось, при ручной копке грунт не осыпается при соблюдении небольшого уклона от отвеса. Попытки срезать земляной откос круче заканчивались обвалом.
Выкопав котлован, к нему желательно сделать удобный подход, а чтоб предотвратить осыпание земли, его можно опалубить по периметру. При этом установка опалубки в горизонт автоматически задаёт «правильную» поверхность основания. Это очень удобно, когда подпорная стенка на уклоне.
Начинаем подготовку к укладке бетона. Так как грунт – суглинок, необходимо выстелить геотекстиль с запасом на откос, и щебнем отсыпать подушку.
Укладка бетона
Конечно, бетонировать основание и стену лучше за 1 раз.
Толща бетона большая, поэтому позволяет существенно снизить количество воды для замеса. Это даёт возможность залить фундамент, выждать время чтоб захряс бетон и сразу продолжить заливку тела стены – не откладывая на последующие дни, итог – монолитная подпорная стенка. Но в разы повышаются требования к прочности опалубки. Её пришлось значительно укрепить, снизу смонтировать подобие «обвязки», чтоб получит возможность установить и задавить грузом – темп работ существенно увеличился.
Но к этому пришли не сразу, на первых секциях в основание вязали арматуру, для прочной связи со стеной – она заливалась отдельно.
Определимся с опалубкой
В качестве материала для щитов лучше всего подходит фанера, даже стандартные размеры позволяют опалубить значительные площади.
Располагая её в горизонтальном или вертикальном положении можно получить практически любую высоту стены, разумную для самостоятельного строительства. Размер 152.5 х 152.5 см. применялся в нашем случае, как достаточный по высоте и наиболее удобный для работы формат – толщина подпорной стенки тоже значительная.
Сразу отметим, что для удобства загрузки, штыкования при высоте более 1.5 м. – фронтальную стенку лучше наставлять по мере заполнения опалубки бетоном. Что ещё необходимо предусмотреть:
- Собирая опалубку тела стены внизу крепим «закладную» – пластиковую трубу d-50 мм. Одной на секцию шириной 1.5 м ориентируясь на нормы СНиП более чем достаточно.
- Для устойчивой связи с последующей секцией, в основание и тело стены по мере заполнения бетоном нужно выполнить армирование – заложить прутки арматуры длиной от 0.5-1 м. Отверстия под них в боковой стенке опалубки должны быть достаточными для её демонтажа.
Сняв опалубку необходимо выполнить гидроизоляцию бетона – всех доступных на данный момент поверхностей, но в последствии контактирующих с грунтом.
Дренаж и отсыпка
В принципе секция готова к обратной отсыпке, но нужно создать условия для дренажа. Мы уже предусмотрели в теле стены окна – поперечный дренаж подпорной стенки. Чтоб обеспечить его эффективность разворачиваем и достилаем геотекстиль, отсыпку начинаем достаточными слоями песка и щебня.
Продолжаем обратную отсыпку песком, щебнем или песчано-гравийной смесью. Чтоб предотвратить давление на стену нужны именно инертные, не зависимые от влаги материалы. Не используем для этого вынутый грунт, тем более, что у нас это неудачный для дренажа суглинок.
Подводя итоги нужно отметить, что из бетона строить подпорные стены сравнительно дорого. Поэтому для менее ответственных случаев и участков, например, при меньшей высоте, можно рассмотреть альтернативу – это кладка из камня. Тем более, если он легко доступен.
Опорная стенка из камня
Однако, чтобы не строить наугад, а ориентироваться на стандарты применим принцип расчёта для массивной подпорной стенки. В какой-то степени технологии схожи – отсутствие арматуры в бетоне, ставка на массу сооружения. При этом основание целесообразно выполнить всё же бетонным, а тело стены – из камня. В таком случае условие устойчивости подпорной стены хотя и с погрешностью, но можно считать аналогично, но прочность будет отличаться уже значительно – нужно заложить запас:
- Увеличить толщину стены. В разумных пределах, но это не повредит.
- Использовать арматуру. В основание уже обязательно монтировать арматурный каркас для связи с телом стены.
В разумных пределах, но это не повредит.При соблюдении условий качественной укладки камня: обеспыливание, смачивание поверхности, соблюдение перевязки – подпорная стенка из камня получается достаточно прочной. И с высокой долей вероятности сможет противостоять нагрузкам.
Остальные условия: использование геотекстиля, подушка под основание, устройство дренажа, гидроизоляция, материалы обратной отсыпки – не меняются.
От начала до результата
Очевидно, что подпорная стенка на участке удовольствие недешёвое. Смета в любом случае будет значительной. Частично вопрос решается самостоятельным выполнением работ. Но для этого нужна тщательная подготовка – даже методика расчётов непростая, не говоря уже об общем объёме работ.
Но усилия стоят того. Кроме визуальной привлекательности значительно повысится уровень комфорта на участке, а главное исчезнут предпосылки для разрушения построек – ведь в основном для этого всё и затевается.
Как сделать подпорную стенку из бетона своими руками: инструкция, расчеты и чертежи
В процессе строительства разного рода построек на территории со сложным рельефом (овраги, балки т.д.), часто появляется необходимость в подпорном сооружении. Эта укрепительная конструкция в себе несет одну основную задачу – не допустить обвала грунтовых масс.
Подпорные стены условно разделяются на два типа:
- Укрепительные, выполняют основную функцию – задерживают от сползания грунтовые массы. Эти конструкции сооружают, если уклон холма составляет не более 9°. При помощи их происходит сооружение горизонтальных площадок, этим самым увеличив полезную площадь.
- Декоративные – довольно эффектно маскируют небольшие перепады земли на прилегающем участке. Когда уровни несильно отличаются и, естественно, высота стенки небольшая (до полутора метров), то ее монтаж происходит с небольшим углублением до 45 см.
Проектирование подпорных стен
Вне зависимости от назначения, подпорная стена, как правило, имеет четыре элемента:
- тело;
- фундамент;
- систему водоотвода;
- дренажную систему.
Водоотвод, подземная часть и дренаж стены требуются для реализации технических нормативов, а непосредственно тело необходимо для эстетических целей. По высоте эти сооружения могут быть небольшими (до одного метра), средними (не более двух метров) и высокими (больше двух метров).
Задняя стенка конструкции бывает с таким уклоном:
- лежачая;
- пологая;
- крутая (с обратным или прямым скатом).
Профили подпорных стен могут быть разными, но, как правило, это трапецеидальные и прямоугольные. В свою очередь первые могут иметь разный наклон граней.
Действующие силы на упорные стенки
Во время выбора материала, а, естественно, и фундамента для подпорных стен, руководствуются расчетом нагрузок, действующим на все конструкцию.Вертикальные нагрузки:
- сила засыпки, которая действует как непосредственно стену, так и на часть фундамента;
- верхняя нагрузка, а именно, вес, который давит на верхнюю часть сооружения;
- собственная масса подпорной стены.
Горизонтальные силы:
- сила трения на участках сцепления грунта с фундаментом;
- давление грунта непосредственно за подпорной стеной.
Кроме основных сил, воздействуют и периодические нагрузки, к ним относятся:
- сейсмические нагрузки;
- сила ветра, тем более это актуально при высоте сооружения более 2-х метров;
- водные потоки, особенно в низинах;
- вибрационные силы воздействуют на участки, где проходит железнодорожное полотно или дорожная трасса;
- вспучивание грунта зимой и т.д.
Устойчивость подпорных сооружений
Как правило, строительство невысоких подпорных стен выполняется для декоративных целей, им не требуется тщательный расчет устойчивости. Повышение этой характеристики показательно для расчета подпорных стен более высокой конструкций.
Предотвратить опрокидывание или сдвиг стенки можно с помощью таких мероприятий:
- сторону, которая обращена к грунту, делают шероховатой. В блочных, кирпичных, каменных кладках сооружают выступы, а в монолитных опорных стенах – делают сколы;
- намного снижает давление почвы на заднюю грань маленький уклон, сделанный в сторону возвышенности;
- наличие в передней части консоли стены создает дополнительную устойчивость, поскольку распределяет часть нагрузки земли;
- правильно оборудованная дренажная система не допускает подмыв конструкции;
- для капитальных подпорных стен из тяжелых стройматериалов необходим фундамент. Для глинистой почвы целесообразно применять ленточное основание, слабого грунта – свайный фундамент;
- боковое давление снижается с помощью засыпки пустотелых материалов (к примеру, керамзита) между существующим грунтом и задней стеной.
В блочных, кирпичных, каменных кладках сооружают выступы, а в монолитных опорных стенах – делают сколы;Сооружение подпорной стенки
Что относительно материала, то его выбор производится на нескольких критериях, это водонепроницаемость, высота конструкции, долговечность, устойчивость к агрессивным средам, возможность механизации процесса установки и доступность стройматериала.
Опорная стенка из кирпича
Во время расчета кирпичных подпорных стен предусматривается обустройство армированного фундамента. Декоративные показатели можно усилить с помощью использования кирпича, который отличается расцветками или размерами от элементов основной кладки. Небольшая стенка (до одного метра) делается самостоятельно. В случаях, если предполагается повышенная нагрузка, желательно воспользоваться услугами специалистов.Для работ применяется обычный обожженный красный кирпич либо клинкер с повышенным коэффициентом влагостойкости и прочности. Чаще всего для сооружения подпорных стен необходим ленточный фундамент.
Ширина ямы под фундамент равняется тройной ширине стены, таким образом, когда планируется сооружение в один кирпич (25 сантиметров), то этот параметр равняется 75 сантиметрам. Глубина нужна не меньше одного метра. На дно насыпается 25-35 см слой щебня или гравия, после слой (12-18 см) песка, все засыпки материала тщательно утрамбовываются.
Сооружается опалубка, ее верхняя часть обязана быть меньше уровня земли на 18-25 см. Для усиления применяют прутья арматуры, их укладывают на бутовый камень или битый кирпич. Затем, наливается бетон марки 200 или150.
Нужно отметить, что укладку в один кирпич можно делать для сооружения стены до 70 см, для более высоких стен лучше всего делать строительство 1,5-2 кирпича, с увеличением нижней части стены. Так, получается конструкция, которая напоминает консоль.
Каменная подпорная стенка
Природный и искусственный камень отличаются отличными эстетическими свойствами. При этом внешний вид готового сооружения дает возможность гармонично вписаться в любой ландшафт.
В этом случае можно применять как мокрый, так и сухой вариант кладки материала. Последний способ более сложный и потребует определенной сноровки, поскольку нужен подгон камня по размерам.
Основание под каменную стену делается такое же, как и для кирпича. Сооружается ленточный фундамент с дальнейшей кладкой камня.
Если строительство производится без применения бетона, то швы наполняются садовым грунтом или посадочным материалом. Каменные стены рекомендованы для сооружения конструкций не более 1,6 метра.
Бетонные подпорные стенки
Это монолитное сооружение выполняется с использованием буронабивных свай из деревянной опалубки. Установка плиты заводского производства делается при помощи грузоподъемной спецтехники. Она бывает контрфорсной или консольной. Для монтажа готовых изделий фундамент при плотной почве не требуется. Можно просто сделать траншею размером чуть больше ширины подошвы консоли или плиты.На дне засыпается песок и гравий слоями по 18-25 см. Трамбовка производится с помощью обильного полива водой. Бетонные плиты ставятся четко вертикально. Друг с другом они соединяются при помощи сварки из арматурных элементов. После ставится дренажная продольная система и производится засыпка грунтом пространства. Бетонная опорная стенка лучше всего подходит для слабых грунтов.
Подпорная стена из бетона своими руками
Хорошую устойчивость стене дает консоль, изготовленная с наклоном (12°-17°) в сторону насыпи. Если брать в качестве примера стенку высотой в 2,5 метра, то размер подземной части будет 0,9-1 м, а ширина тела составляет 0,5 м.
Для опалубки делается траншея шириной 1,3 метра и глубиной в 1,4 метра. Необходимый наклон производится с помощью ручной выемки грунта, этот параметр проверяется и во время монтажа опалубки, и во время заливки ее бетоном.
Основание непременно армируется как в вертикальном, так и в продольном положении. Высота прутьев, которые торчат из бетона, обязана составлять не меньше 1,5 м. Подошве нужно дать набраться прочности, для бетона это время составляет приблизительно месяц.
При желании поверхность из бетона может декорироваться искусственным или природным камнем.
Намного облегчают работы и уменьшают затраты на строительство пенобетонные блоки. Однако прочностные показатели этой стены будут гораздо ниже.
При этом кладка из этого материала не отличается своей привлекательностью.
Подпорная стена из дерева
В плане ландшафтного дизайна дерево наиболее оптимально подойдет для этой цели, но эксплуатация этого материала не очень долгая. Для того чтобы повысить стойкость к действию агрессивных сред нужно будет приложить большие усилия на постоянную обработку специальными пропитывающими веществами.
В конструкции стены бревна можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально. Особого отличия касательно прочностных показателей в этом случае нет. Этот материал применяется для сооружения стен высотой не более 1,6 м. Чтобы не допустить загнивание вкапываемой части бревна, нужно его обработать битумом или обжечь.
Вертикальная установка бревен
Размер бревен может быть различный, это зависит от перепада высот. Для лучшей стойкости их вкапывают на глубину 1/3 общего размера балки.Укладка калиброванной древесины производится в предварительно выкопанную траншею.
На дно насыпается и трамбуется слой из щебня 18 см. Бревна устанавливают сплошной стеной, вплотную между собой, четко соблюдая вертикаль. Крепеж делается с помощью гвоздей или проволоки.
Максимальная стойкость деревянной стены достигается с помощью заливки траншеи цементной смесью. Обратная сторона своеобразного тына обрабатывается герметизирующим материалом (толем, рубероидом и т.д.), затем производится засыпка грунтом.
Горизонтальная установка бревен
Опорные бревна закапываются каждые два-три метра, чем чаще они находятся, тем прочней будет стена. Устанавливаемая древесина непременно обрабатывается антисептическими веществами.
Горизонтальный крепеж может производиться такими способами:
- С двух противоположных сторон на столбах предварительно делают продольные пазы, куда будут вставляться горизонтальные части. Причем диаметр бревен обязан быть больше балок, которые используются для поперечного положения;
- Следующий вариант подразумевает крепление бревен с обратной стороны столбов. В данном варианте первая балка кладется на грунт, потому нужно заранее уложить гидроизоляционный материал. Соединение бревен к опорам происходит гвоздями или проволокой.
В данном варианте первая балка кладется на грунт, потому нужно заранее уложить гидроизоляционный материал. Соединение бревен к опорам происходит гвоздями или проволокой.Расчет подпорной стены
Прежде чем сделать подпорную стену, нужно тщательно просчитать все нюансы. Иначе халатное отношение и неправильный расчет могут привести к обрушению стены.Такие стены высотой не больше 1,6 метров, возможно, сооружать своими руками. Для ширины подошвы используется коэффициент 0,6-0,8 помноженный на высоту стены. Узнать соотношение размера стены к ее высоте, можно с учетом вида грунта:
- мягкий грунт – 1:2;
- средний грунт – 1:3;
- плотный грунт – 1:4.
Если же высота большая и сооружение планируется на слабой почве, то желательно обратиться к услугам профессионалов. Расчеты будут происходить в соответствии с правилами СНиП.
В данном случае учитывается множество факторов и на этой основе будут выполнены такие расчеты:
- прочность конструкции, на устойчивость к трещинам;
- прочность почвы, ее вероятную деформацию;
- стойкость положения непосредственно стены.
Также выполняются вычисления на сейсмическое, активное и пассивное давление грунта, давление подземных вод, учет сцепления и т. д. Расчет производится с учетом максимальных нагрузок и охватывает ремонтные, строительные и эксплуатационные периоды стены.
Естественно, можно использовать и онлайн-калькулятор, который специально разработан для данных целей. Но нужно учитывать, что эти расчеты имеют лишь рекомендательный характер.
Дренажная система
Устройство водоотвода и дренажа нуждается в особом внимании. Система обеспечивает сбор и вывод ливневых, талых и грунтовых вод, этим самым предотвращая размыв и подтопление конструкции. Она бывает поперечной, продольной либо комбинированной.Поперечный вариант подразумевает наличие отверстий диаметром 10 см на один метр стены.
Продольный дренаж подразумевает размещение трубы, находящейся на фундаменте по всей длине стены.
Подпорные стены имеют очень важную задачу. Их сооружение лучше всего доверить профессионалам или, как минимум, проконсультироваться с ними по этому вопросу.
Даже небольшая ошибка в расчете подпорной стенки может иметь довольно плачевные последствия.
ПОДПОРНАЯ СТЕНА — РАСЧЁТ И СТРОИТЕЛЬСТВОНа этой интернет страничке речь пойдёт о моём опыте расчёта и строительства подпорной стены. И сразу же хочу оговориться — здесь написано лишь о конкретном (моём) случае. Я не являюсь специалистом строителем, поэтому все мои мысли хорошо бы перепроверять. Также, я могу быть неточен в формулировках и строительных понятиях.А теперь о том, почему может оказаться полезным изучить именно эту страницу. Некоторое время назад я понял, что на моём земельном участке необходимо устройство подпорной стены и решил своими силами рассчитать такую стену. Всем известно, что в строительстве очень важен расчёт, потому что с одной стороны исключается аварийность (разрушение сооружения), с другой стороны — экономятся финансовые затраты (на строительные материалы и рабочую силу), так как определяются некие оптимальные геометрические размеры сооружения.  Как известно, всё же есть литература, требованиям которой должны удовлетворять сооружения, проходящие экспертизу. Это нормативная литература, кратко называется СНиП, а расшифровывается как «Строительные нормы и правила». Так вот, все проектировщики, все легальные программы проходящие строительную экспертизу, должны удовлетворять условиям, записанным именно в СНиП.  И в конечном итоге, я решил строить подпорную стену в соответствии с нормативной литературой. Существует СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий», в котором есть раздел 2 «Подпорные стены». Но в СНиП-е очень сухая и скудная информация для расчётов. К счастью, существует «Справочное пособие к СНиП «Проектирование подпорных стен и стен подвалов» и именно это пособие позволило мне рассчитать подпорную стену (кстати, по этому же пособию считают проектировщики и пишутся многие программы).Вобщем, сейчас, уже после расчёта, я могу сказать что наибольшую полезную информацию я нашёл в трёх источниках (хотя облазил много интернета и различной информации): 2. Г. К. Клейн «Расчёт подпорных стен», Высшая школа 1964 3. ВСН 167-70 ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДПОРНЫХ СТЕН ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Указанную литературу удобнее всего скачать на сайте dwg.  ru в разделе Download. Первые две книги необходимо скачать в формате djvu, ВСН мне удалось найти только в формате doc.Итак, небольшая общая информация. Подпорная стена (также называют подпорная стенка, опорная стенка) — это удерживающее сооружение, предназначенное для поддержания грунта (земли) на участке со сложным рельефом. Существуют различные виды стен — стены на свайном основании, шпунтовые стены, уголковые (тонкостенные) стены, массивные подпорные стены. Может есть ещё какие-то виды. Вобщем, в Пособии рассматриваются два вида — уголковые и массивные. Мне как раз только эти виды возможно реализовать (шпунтозабивное и сваебурильное оборудование подойти к месту строительства стены не может). Далее мне необходимо было выбрать — какого же всё-таки вида стену принять (массивную либо уголковую). Пришлось рассчитать оба варианта (чтобы выяснить, какой обойдётся дешевле). В результате я получил геометрические размеры для уголковой и для массивной подпорной стены. Затем я произвёл экономическое сравнение этих двух видов подпорной стены для своего случая (рассматривался один погонный метр стены), вот результаты:
Для наглядности сравнения материальных затрат на работы по возведению подпорной стены различного вида, прикрепляю рисунки: Конечно же, при различных условиях (в отдельных случаях) получится различная стоимость строительства.  В вашем случае, возможно, будет дешевле стена уголкового профиля. Уточню, что оба вида профиля (что представлены в таблице выше) имеют одинаковый запас устойчивости (т.е. рассчитаны на одинаковую нагрузку). Также надо иметь ввиду, что стена уголкового профиля более требовательна к качеству работ — бетон в такой конструкции должен быть уложен очень аккуратно, уплотнён вибратором, необходимо сохранить защитный слой арматуры, сложности с установкой арматурного каркаса, опалубки. Вобщем, в моём случае дешевле и проще обходилось строительство массивной подпорной стены. Поэтому далее я расскажу про расчёт и строительство именно массивной бетонной подпорной стены.Первоначально необходимо определиться с высотой стены. Нужно определить, какой перепад высоты откоса необходимо удержать — т.е. разница отметок уровня земли в нижней части стены и отметкой земли сверху подпорной стены. Я исходил из практических соображений. Решил, что максимальная высота, на которую можно вручную поднять ведро с бетоном — 1,4м (все работы по замесу бетона планировалось проводить снизу стены).  Далее для составления расчётного профиля подпорной стены необходимо учитывать конструктивные требования СНиП (раз уж мы решили провести расчёт в соответствии со строительными государственными нормами): 1. Минимальная глубина заложения подошвы подпорной стены 600мм (пункт 10.6 Пособия) 2. Минимальный размер для бетонной массивной подпорной стены равен 400мм (пункт 10.4 Пособия). Это означает, что верхняя (самая тонкая) часть стены должна быть не менее 400мм. 3. Уклон подошвы подпорной стены в сторону обратной засыпки не более 0,125 (пункт 10.10 Пособия). Это означает, что подошва подпорной стены может иметь понижение в сторону засыпки (это увеличивает её устойчивость) но не более чем на 125мм на каждый метр. 4. Ширина подошвы подпорной стены предварительно назначается в пределах 0,5-0,7 от полной высоты стены (пункт 10.  3 Пособия).Ещё надо учесть необходимость создания дренажа за подпорной стеной. В связи с этим появляется «ступенька» на тыльной стороне стены. В моём случае ещё было выгодно сделать наклон передней грани стены — связано с тем что тогда можно использовать небольшую площадь дороги ниже участка, не создавая при этом помехи транспорту. В книге Г.К. Клейна рекомендуется принимать уклон стены 3:1 (т.е. на 3м высоты стены, горизонтальное её смещение составляет 1м). В итоге, с учётом вышесказанного, я составил Нужно также заметить, что высоту перепада отметок в 1400мм я также принял исходя из условия минимального заглубления подошвы (600мм) и рекомендуемой общей высоты стены в этом случае 2м (смотреть пункт 10.4 Пособия и рисунок слева), отсюда и принятый перепад составил 1400мм. Нужно заметить, что в расчёте массивной стены можно было бы учесть вес грунта на той площадке, что я оставил для осуществления дренажа (230мм), в этом случае стена получается немножко устойчивее сдвигу.  Но в связи с тем, что эта площадка (230мм) очень мала, я не учитываю её в расчёте. Забегая вперёд хочу отметить, что в любом случае, считать подпорные стены приходится методом подбора (т.е. задаваться геометрическими размерами стены — считать её — если стена неустойчива — то увеличивать размеры стены и снова считать. Если стена устойчива с большим запасом — то уменьшать размеры и пересчитывать). В своём случае я варьировал массу стены (и её устойчивость) за счёт подбора выступающей передней подземной части стены (т .е. варьировал размер 300мм на этой картинке). В итоге, стена оказалась устойчивой при минимальном запасе именно при данном окончательном продольном профиле. И поэтому расчёт ниже приводится уже для окончательно принятого профиля стены.Приступая к расчёту, нам необходимо иметь исходные данные (технические условия). Геометрические размеры подпорной стены у нас имеются. Величина угла наклона поверхности земли к горизонту выше подпорной стены в моём случае составила 12°.  Остаётся определиться со свойствами грунта. И вот здесь самая главная проблема. Дело в том, что проектные организации отказываются рассчитать стену, если нет свойств грунта (т.е.  Всё же надо отметить, что неправильно принятые свойства грунта (завышенные) могут плохо повлиять на результаты расчёта (стена может оказаться неустойчива на реальном грунте). Поэтому лучше занизить свойства, чем завысить (т.е. лучше принять грунт с более низким значением угла внутреннего трения грунта). Принятые мною параметры грунта выделены в красный прямоугольник: Нормативные показатели грунта Итак, мы определились с исходными данными, приступаем к расчёту. Я выполнял расчёт в программной среде MathCAD, но это не имеет никакого значения. С помощью калькулятора и бумаги с ручкой абсолютно так же можно выполнить весь расчёт. Первым делом, принятые нормативные значения грунта пересчитываем на расчётные значения, для расчёта подпорной стены по первому и второму предельному состоянию (не пугайтесь ужасных слов, фактически — это просто ввод коэффициентов запаса). Вот эти расчётные параметры грунта (все формулы приведены в Пособии): Расчётные показатели грунта Далее я разбиваю тыльную поверхность стены на два характерных участка (смотри поясняющий рисунок) — участок АВ вертикальный, это обусловлено удобством установки опалубки и участок ВС — наклонённый под углом 17° к вертикали, это обуславливается тем, что строго вертикальный откос грунта не удержится (котлован может осыпаться) а при указонном уклоне грунт может сам держаться на время проведения работ. |
Итак, на участке АВ вычисляю коэффициент горизонтального давления грунта. Затем угол наклона плоскости скольжения и учёт того, что суглинок является связным грунтом и имеет некоторое трение по плоскости скольжения, что увеличивает устойчивостьРасчет подпорной стены: проектирование и армирование
Подпорная стена – сооружение, устанавливаемое для предотвращения разрушения грунта в откосах насыпей или глубоких выемок. Расчет подпорной стены выполняется высококвалифицированными специалистами, так как от качества проведенной работы зависит надежность и долговечность всей возводимой конструкции.
Такие стены получили широкое распространение при строительстве котлованов и траншей, ограждений и противооползневых систем. Данное инженерное сооружение востребовано и необходимо при выполнении строительных работ, связанных с возведением загородных домов на местности, для которой характерен значительный перепад высот. Это могут быть холмы, овраги или крутые склоны.
Особенности и виды конструкции
Любая подпорная стена представляет собой конструкцию, возведенную для предотвращения обрушения грунта на участках, где существуют значительные перепады уровня отметок, сделанных в процессе проектирования и подготовки территории.
Виды подпорных стенОригинальное решение подпорной конструкцииТакие стены бывают декоративные и укрепительные. В зависимости от сложности поставленной задачи стена может быть:
- Монолитной, для сооружения которой используют бетон, бутовый камень, кирпич, буто- или железобетон.
- Сборной, возведенной из железобетона.
По своей конструкции монолитные делятся на:
- консольные (уголкового профиля), в состав которых входят лицевая и фундаментная плиты;
- контрфорсные, для повышения жесткости которых используются смонтированные поперечно ребра или контрфорсы.
Сборные подразделяются на:
- подпорные стены уголкового профиля, собранные на месте строительства из секций, изготовленных из отдельных плит или блоков; главное отличие от монолитных заключается именно в использовании для сборки конструкции таких секций;
- заборчатые, сделанные в виде надежных столбов, в пролеты между которыми устанавливают плиты.
Местом монтажа конструкции и возведения подпорной стены может служить естественное основание, то есть скальный грунт, или сделанные тут же сваи.
Основой любой конструкции является фундамент глубокого (глубина которого в 1,5 раза превышает его ширину) или неглубокого заложения. Сделать столбы, как и контрфорсы, можно из ящиков, установленных в несколько ярусов и заполненных песком или крупно фракционным щебнем.
Выбирая высоту подпорной стены, следует обратить внимание на величину существующего перепада:
- более 20 м – высокие сооружения;
- от 10 до 20 м – средние;
- до 10 м – низкие.
Различают подпорные стены и в зависимости от их конструкции:
- массивные, обеспечивающие устойчивость подвижного грунта и предотвращающие опрокидывание под тяжестью собственного веса;
- анкерные наиболее эффективные при наличии большого перепада;
- тонкостенные, особенность которых заключается том, что для этой категории существует норма возможного прогиба под действием нагрузок.
Кроме того, немаловажен размер подпорной стены, определяемый в зависимости от силы давления грунта, собственного весы стены, нагрузок, не выходящих за пределы призмы разрушения.
Виды конструкцийПри сооружении данной конструкции учитывают насыщение грунта водой и наличие в нем веществ, агрессивных по отношению к бетону.
Особенности используемых материалов
В соответствии с руководством по возведению подпорных стен и СНиП II-15-74 и II-91-77 для сооружения монолитных конструкций используется цемент марки М 150 и М 200, а для сборных – М 300 и М 400.
Для усиления конструкции используют арматурную сталь класса АI марки ВСт3сп2Выбирая изделия из арматурной стали, необходимо учитывать температурный уровень в зимнее время. В тех регионах, где столбик термометра опускается зимой низе -30° Цельсия, использование арматурной стали марки А IV 80 C категорически запрещено.
В соответствии с ГОСТ 5781-82, действующим на территории РФ, армирование подпорных стен осуществляется с помощью арматурных стержней класса А III и A II.
Анкерные тяги и закладные используют, выбрав в соответствии с действующим на территории РФ ГОСТом 535-2005.
Для изготовления подъемных петель в железобетонных конструкциях используют арматурную сталь класса АI марки ВСт3сп2.
Выбор материала для сооружения подпорных стен основан на некоторых особенностях грунтах и условий окружающей среды.
Так для возведения бутобетонных или бетонных стен в регионах, для которых характерны резкие перепады температур, рекомендовано выбирать марку бетона в зависимости от такой характеристик и как морозостойкость.
Наибольшую надежность обеспечат морозостойкие и водонепроницаемые сорта бетонаОднако для строительства железобетонных подпорных конструкций может быть использован состав класса В 15 и выше.
При проектировании железобетонных конструкций, предварительно напряженных, применяют бетон класс В 20, В 25, В 30, В 35. Что касается бетонной подготовки, то здесь понадобится бетон класса В 3,5 и В 5. Необходимо выбирать марку бетона, учитывая такие показатели, как морозостойкость и водонепроницаемость.
Чем ниже температура окружающей среды, тем выше класс бетона по морозостойкости, а вот по водонепроницаемости показатель в большинстве случаев не нормируется.
Отельного внимания заслуживает напрягаемая арматура. В большинстве случаев это изделия, прочность которых повышается в процессе термической обработки, изготовлены они из стали класса АтIV или горячекатаной стали класса АV и AVI. Подробнеее о строительстве подпорных стен смотрите в этом видео:
Нагрузки и расчет давления
Расчет нагрузок на стену отталкивается от трех параметровОдин из важнейших показателей – коэффициент надежности конструкции. Он принимается в зависимости от группы состояний. При первой – соответствует данным указанным в специальной таблице, при второй – принимается как единица.
Нагрузки на возведенную конструкцию бывают:
- Постоянные, в число которых входят вес непосредственно самой конструкции, грунта в засыпке, насыпного и в природном залегании, давление подземных вод, вес железнодорожного полотна и автомобильной магистрали или пешеходного тротуара.
- Длительные – давление от размещенных на прилегающей территории и равномерно распределенных грузов или складируемых материалов, давление движущегося транспорта как автомобильного, так и железнодорожного.
- Кратковременные – давление автотранспорта, гусеничной техники или автопогрузчиков.
Схема подпорной стенки
Рассчитать насколько интенсивным будет активное горизонтальное давление можно, воспользовавшись формулой, при составлении которой приняты во внимание:
- собственный вес;
- глубина;
- учитывается коэффициент сцепления грунта по плоскости скольжения призмы обрушения под разными углами.
Так эквивалентная нагрузка рассчитывается по формуле
, где СК соответствует 2К, а К – класс нагрузки. Его значение условно принимается равным 14, но в некоторых случаях может быть снижено до 10.
, где ɑ – ширина полосы, Hб – толщина слоя под подошвой шпалы, созданного для баланса. Она равна 0,75 м, а если такая подошва не сооружена, то величина принимается как 0. Примерное описание расчетов смотрите в этом полезном видео:
В ходе выполнения расчета подпорных стен не учитывают горизонтальные и поперечные нагрузки, которые возникают на криволинейных участках пути от центробежных сил.
Работы по строительству подпорных стен и необходимые расчеты
Способ проведения строительных работ, их особенности, используемая техника и многое другое должно быть предусмотрено заранее. Подготовка котлована, его глубина и форма основания рассчитываются еще на этапе подготовки проекта. В зависимости от качества грунта выбирают конструкцию основания:
- свайный фундамент;
- песчано-гравийная подушка;
- метод монтажа в воду.
Траншеи и котлован копают с помощью тяжелой строительной техники. Это ковшовые экскаваторы, самоходные стреловые краны на гусеничном или колесном ходу, а иногда очень эффективно использование автопогрузчиков.
Обратная подсыпка невозможна без бульдозеров, способных выполнить необходимую работу быстро и качественно. При выполнении обратной засыпки используют крупнообломочный грунт, песок, суглинок.
Все они подвергаются основательной трамбовке, с помощью которой не только выравнивают поверхность, но и добиваются уплотнения грунта. Эта операция также проводится с помощью строительной техники. При выполнении работ понадобятся каток, вибратор или трамбовочная машина. Глину или торф в качестве материала для обратной отсыпки не используют.
Возведение подпорных стен на участке с оврагами будет связано с определенными трудностямиСтроительство подпорной стены на загородном участке связано с определенными трудностями, возникающими из-за места его расположения. Если дом и участок находятся в овражистой или холмистой местности, довольно сложно планировать красивый участок, правильно его оформив.
Прежде всего, необходимо позаботиться об укреплении грунта, значит подумать о сооружении подпорных стен для площадок и дорожек, клумб и грядок, беседок или зоны отдыха с бассейном.
Стены из камня несут также дополнительную декоративную функциюВ таких условиях все работы можно выполнить самостоятельно без привлечения специалистов и тяжелой строительной техники. Необходимо уточнить глубину залегания грунтовых вод, получить у геодезистов результаты исследования грунта и выбрать наиболее подходящую для данного случая конструкцию.
Высота подпорной стены, сооружаемой самостоятельно, не должна превышать 1,5 м, что касается толщины, то она зависит от качества используемого материала:
- камень или бутобетон – 60 см;
- бетон – 40 см;
- железобетон – 10 см.
Огромной популярностью пользуются подпорные стены, сооруженные из камней, уложенных с специальные металлические сетки, и оснащенные надежным и качественным армированием. Выполнение расчетов без участия специалистов требует знания определенных данных, касающихся качества грунта и высоты подпорной стены.
Соотношение высоты конструкции и ее толщины определяется в пропорции 4:1, но это касается только плотного глинистого грунта. При средней плотности соотношение составит 3:1, при низком уровне плотности грунта – 2:1. Подробнеее о том, как возвести конструкцию на участке с сильным уклоном, смотрите в этом видео:
Пользуясь формулами, можно самостоятельно выполнить все расчеты и определить ширину подпорной стены в основании фундамента и в ее верхней части:
Е=0,5ƳгН²μ, где
Ƴг – нормативный вес грунта;
Н – высота подпорной стены
μ – коэффициент, который зависит от величины угла внутреннего трения и определяется по специально составленному графику.
Зная величины углов наружного и внутреннего наклона (С), ширину стены в любом сечении (b), высоту от поверхности грунта, его вес и нужные коэффициенты, воспользуемся формулой,
b =H(-C₁+√0,75Ƴг/Ƴкμ+С2)
благодаря которой можно рассчитать все необходимые параметры будущего сооружения.
Схема опорной стены на участкеПравильно сделанные расчеты помогут предотвратить разрушение природных или созданных искусственно насыпей и оврагов, украсить двор, рационально использовав даже те участки земли, на которых казалось невозможным разместить цветники и клумбы, создать неповторимое по своему дизайну ограждение.
Как сделать подпорную стенку из бетона: инструкция и чертеж
В процессе строительства разного рода построек на территории со сложным рельефом (овраги, балки т.д.), часто появляется необходимость в подпорном сооружении. Эта укрепительная конструкция в себе несет одну основную задачу – не допустить обвала грунтовых масс.
Подпорные стены условно разделяются на два типа:
- Укрепительные, выполняют основную функцию – задерживают от сползания грунтовые массы. Эти конструкции сооружают, если уклон холма составляет не более 9°. При помощи их происходит сооружение горизонтальных площадок, этим самым увеличив полезную площадь.
- Декоративные – довольно эффектно маскируют небольшие перепады земли на прилегающем участке. Когда уровни несильно отличаются и, естественно, высота стенки небольшая (до полутора метров), то ее монтаж происходит с небольшим углублением до 45 см.
- 1.1 Действующие силы на упорные стенки
- 1.2 Устойчивость подпорных сооружений
- 2.1 Опорная стенка из кирпича
- 2.2 Каменная подпорная стенка
- 2.3 Бетонные подпорные стенки
- 2.4 Подпорная стена из бетона своими руками
- 2.5 Подпорная стена из дерева
- 2.6 Вертикальная установка бревен
- 2.7 Горизонтальная установка бревен
- 3.1 Дренажная система
Проектирование подпорных стен
Вне зависимости от назначения, подпорная стена, как правило, имеет четыре элемента:
- тело;
- фундамент;
- систему водоотвода;
- дренажную систему.
Водоотвод, подземная часть и дренаж стены требуются для реализации технических нормативов, а непосредственно тело необходимо для эстетических целей. По высоте эти сооружения могут быть небольшими (до одного метра), средними (не более двух метров) и высокими (больше двух метров).
Задняя стенка конструкции бывает с таким уклоном:
- лежачая;
- пологая;
- крутая (с обратным или прямым скатом).
Профили подпорных стен могут быть разными, но, как правило, это трапецеидальные и прямоугольные. В свою очередь первые могут иметь разный наклон граней.
Действующие силы на упорные стенки
Во время выбора материала, а, естественно, и фундамента для подпорных стен, руководствуются расчетом нагрузок, действующим на все конструкцию.
Вертикальные нагрузки:
- сила засыпки, которая действует как непосредственно стену, так и на часть фундамента;
- верхняя нагрузка, а именно, вес, который давит на верхнюю часть сооружения;
- собственная масса подпорной стены.
Горизонтальные силы:
- сила трения на участках сцепления грунта с фундаментом;
- давление грунта непосредственно за подпорной стеной.
Кроме основных сил, воздействуют и периодические нагрузки, к ним относятся:
- сейсмические нагрузки;
- сила ветра, тем более это актуально при высоте сооружения более 2-х метров;
- водные потоки, особенно в низинах;
- вибрационные силы воздействуют на участки, где проходит железнодорожное полотно или дорожная трасса;
- вспучивание грунта зимой и т.д.
Устойчивость подпорных сооружений
Как правило, строительство невысоких подпорных стен выполняется для декоративных целей, им не требуется тщательный расчет устойчивости. Повышение этой характеристики показательно для расчета подпорных стен более высокой конструкций.
Предотвратить опрокидывание или сдвиг стенки можно с помощью таких мероприятий:
- сторону, которая обращена к грунту, делают шероховатой. В блочных, кирпичных, каменных кладках сооружают выступы, а в монолитных опорных стенах – делают сколы;
- намного снижает давление почвы на заднюю грань маленький уклон, сделанный в сторону возвышенности;
- наличие в передней части консоли стены создает дополнительную устойчивость, поскольку распределяет часть нагрузки земли;
- правильно оборудованная дренажная система не допускает подмыв конструкции;
- для капитальных подпорных стен из тяжелых стройматериалов необходим фундамент. Для глинистой почвы целесообразно применять ленточное основание, слабого грунта – свайный фундамент;
- боковое давление снижается с помощью засыпки пустотелых материалов (к примеру, керамзита) между существующим грунтом и задней стеной.
Сооружение подпорной стенки
Что относительно материала, то его выбор производится на нескольких критериях, это водонепроницаемость, высота конструкции, долговечность, устойчивость к агрессивным средам, возможность механизации процесса установки и доступность стройматериала.
Опорная стенка из кирпича
Во время расчета кирпичных подпорных стен предусматривается обустройство армированного фундамента. Декоративные показатели можно усилить с помощью использования кирпича, который отличается расцветками или размерами от элементов основной кладки. Небольшая стенка (до одного метра) делается самостоятельно. В случаях, если предполагается повышенная нагрузка, желательно воспользоваться услугами специалистов.
Для работ применяется обычный обожженный красный кирпич либо клинкер с повышенным коэффициентом влагостойкости и прочности. Чаще всего для сооружения подпорных стен необходим ленточный фундамент.
Ширина ямы под фундамент равняется тройной ширине стены, таким образом, когда планируется сооружение в один кирпич (25 сантиметров), то этот параметр равняется 75 сантиметрам. Глубина нужна не меньше одного метра. На дно насыпается 25-35 см слой щебня или гравия, после слой (12-18 см) песка, все засыпки материала тщательно утрамбовываются.
Сооружается опалубка, ее верхняя часть обязана быть меньше уровня земли на 18-25 см. Для усиления применяют прутья арматуры, их укладывают на бутовый камень или битый кирпич. Затем, наливается бетон марки 200 или150.
Нужно отметить, что укладку в один кирпич можно делать для сооружения стены до 70 см, для более высоких стен лучше всего делать строительство 1,5-2 кирпича, с увеличением нижней части стены. Так, получается конструкция, которая напоминает консоль.
Каменная подпорная стенка
Природный и искусственный камень отличаются отличными эстетическими свойствами. При этом внешний вид готового сооружения дает возможность гармонично вписаться в любой ландшафт.
В этом случае можно применять как мокрый, так и сухой вариант кладки материала. Последний способ более сложный и потребует определенной сноровки, поскольку нужен подгон камня по размерам.
Основание под каменную стену делается такое же, как и для кирпича. Сооружается ленточный фундамент с дальнейшей кладкой камня. Если строительство производится без применения бетона, то швы наполняются садовым грунтом или посадочным материалом. Каменные стены рекомендованы для сооружения конструкций не более 1,6 метра.
Бетонные подпорные стенки
Это монолитное сооружение выполняется с использованием буронабивных свай из деревянной опалубки. Установка плиты заводского производства делается при помощи грузоподъемной спецтехники. Она бывает контрфорсной или консольной. Для монтажа готовых изделий фундамент при плотной почве не требуется. Можно просто сделать траншею размером чуть больше ширины подошвы консоли или плиты.
На дне засыпается песок и гравий слоями по 18-25 см. Трамбовка производится с помощью обильного полива водой. Бетонные плиты ставятся четко вертикально. Друг с другом они соединяются при помощи сварки из арматурных элементов. После ставится дренажная продольная система и производится засыпка грунтом пространства. Бетонная опорная стенка лучше всего подходит для слабых грунтов.
Подпорная стена из бетона своими руками
Хорошую устойчивость стене дает консоль, изготовленная с наклоном (12°-17°) в сторону насыпи. Если брать в качестве примера стенку высотой в 2,5 метра, то размер подземной части будет 0,9-1 м, а ширина тела составляет 0,5 м.
Для опалубки делается траншея шириной 1,3 метра и глубиной в 1,4 метра. Необходимый наклон производится с помощью ручной выемки грунта, этот параметр проверяется и во время монтажа опалубки, и во время заливки ее бетоном.
Основание непременно армируется как в вертикальном, так и в продольном положении. Высота прутьев, которые торчат из бетона, обязана составлять не меньше 1,5 м. Подошве нужно дать набраться прочности, для бетона это время составляет приблизительно месяц.
При желании поверхность из бетона может декорироваться искусственным или природным камнем.
Намного облегчают работы и уменьшают затраты на строительство пенобетонные блоки. Однако прочностные показатели этой стены будут гораздо ниже. При этом кладка из этого материала не отличается своей привлекательностью.
Подпорная стена из дерева
В плане ландшафтного дизайна дерево наиболее оптимально подойдет для этой цели, но эксплуатация этого материала не очень долгая. Для того чтобы повысить стойкость к действию агрессивных сред нужно будет приложить большие усилия на постоянную обработку специальными пропитывающими веществами.
В конструкции стены бревна можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально. Особого отличия касательно прочностных показателей в этом случае нет. Этот материал применяется для сооружения стен высотой не более 1,6 м. Чтобы не допустить загнивание вкапываемой части бревна, нужно его обработать битумом или обжечь.
Вертикальная установка бревен
Размер бревен может быть различный, это зависит от перепада высот. Для лучшей стойкости их вкапывают на глубину 1/3 общего размера балки.
Укладка калиброванной древесины производится в предварительно выкопанную траншею. На дно насыпается и трамбуется слой из щебня 18 см. Бревна устанавливают сплошной стеной, вплотную между собой, четко соблюдая вертикаль. Крепеж делается с помощью гвоздей или проволоки.
Максимальная стойкость деревянной стены достигается с помощью заливки траншеи цементной смесью. Обратная сторона своеобразного тына обрабатывается герметизирующим материалом (толем, рубероидом и т.д.), затем производится засыпка грунтом.
Горизонтальная установка бревен
Опорные бревна закапываются каждые два-три метра, чем чаще они находятся, тем прочней будет стена. Устанавливаемая древесина непременно обрабатывается антисептическими веществами.
Горизонтальный крепеж может производиться такими способами:
- С двух противоположных сторон на столбах предварительно делают продольные пазы, куда будут вставляться горизонтальные части. Причем диаметр бревен обязан быть больше балок, которые используются для поперечного положения;
- Следующий вариант подразумевает крепление бревен с обратной стороны столбов. В данном варианте первая балка кладется на грунт, потому нужно заранее уложить гидроизоляционный материал. Соединение бревен к опорам происходит гвоздями или проволокой.
Расчет подпорной стены
Прежде чем сделать подпорную стену, нужно тщательно просчитать все нюансы. Иначе халатное отношение и неправильный расчет могут привести к обрушению стены.
Такие стены высотой не больше 1,6 метров, возможно, сооружать своими руками. Для ширины подошвы используется коэффициент 0,6-0,8 помноженный на высоту стены. Узнать соотношение размера стены к ее высоте, можно с учетом вида грунта:
- мягкий грунт – 1:2;
- средний грунт – 1:3;
- плотный грунт – 1:4.
Если же высота большая и сооружение планируется на слабой почве, то желательно обратиться к услугам профессионалов. Расчеты будут происходить в соответствии с правилами СНиП.
В данном случае учитывается множество факторов и на этой основе будут выполнены такие расчеты:
- прочность конструкции, на устойчивость к трещинам;
- прочность почвы, ее вероятную деформацию;
- стойкость положения непосредственно стены.
Также выполняются вычисления на сейсмическое, активное и пассивное давление грунта, давление подземных вод, учет сцепления и т. д. Расчет производится с учетом максимальных нагрузок и охватывает ремонтные, строительные и эксплуатационные периоды стены.
Естественно, можно использовать и онлайн-калькулятор, который специально разработан для данных целей. Но нужно учитывать, что эти расчеты имеют лишь рекомендательный характер.
Дренажная система
Устройство водоотвода и дренажа нуждается в особом внимании. Система обеспечивает сбор и вывод ливневых, талых и грунтовых вод, этим самым предотвращая размыв и подтопление конструкции. Она бывает поперечной, продольной либо комбинированной.
Поперечный вариант подразумевает наличие отверстий диаметром 10 см на один метр стены.
Продольный дренаж подразумевает размещение трубы, находящейся на фундаменте по всей длине стены.
Подпорные стены имеют очень важную задачу. Их сооружение лучше всего доверить профессионалам или, как минимум, проконсультироваться с ними по этому вопросу. Даже небольшая ошибка в расчете подпорной стенки может иметь довольно плачевные последствия.
Подпорные стены, устройство, расчет, фото
Для ландшафта с уклоном наиболее рационально провести террасирование участка. Проще говоря — обустроить ступенчатый рельеф, где каждую горизонтальную площадку поддерживает подпорная стенка.
Проектировать расположение подпорных стен следует с таким расчетом, что бы землю в них подсыпать, а не вынимать.
- Во-первых, верхний слой грунта более устойчив, а в нижних пластах будет оседать под тяжестью материала стены.
- Во-вторых, задняя часть подпорной конструкции будет свободна для формирования дренажной системы.
- В-третьих, это наименее затратный вариант без привлечения землеройной техники.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА. Для подпорных стенок, чья высота не превышает 30 см сооружать фундамент не имеет смысла – можно ограничиться щебневой подсыпкой заглубленной в траншею (10-15 см). В остальных случаях, глубина его залегания и ширина подошвы напрямую зависят от высоты стены и характеристик грунта. Чтоб не усложнять расчеты приводим следующие постоянные величины:
- Глубина залегания ленточного фундамента на непучинистых грунтах для подпорных стенок от 30 до 80 см составляет 30 см, повышение высоты от 80 до 150 см влечет за собой заглубление фундамента до 60 см. На пучинистых грунтах эта величина сопоставляется с глубиной промерзания почвы.
- Ширина подошвы фундамента должна превышать ширину основания стенки как, минимум, на 15 -20 см, это обеспечит устойчивость всей конструкции при эксплуатации.
Сама стена (тело) в процессе эксплуатации будет выдерживать определенные нагрузки и может со временем деформироваться под давлением грунта. Для того, чтобы предупредить подобный процесс, тело подпорной стенки, если ее высота превышает 1,5 м вместе с фундаментом принято делать с легким уклоном в сторону террасы.
Прочность конструкции существенно повысится, если линия стены на плане будет иметь плавные изгибы (не будет прямой).
- продольный дренаж — гравийная или песчаная засыпка и перфорированная труба водоотвода, заложенная у основания фундамента с тыльной стороны стены;
- поперечный дренаж — труба, заложенная поперек тела стенки с целью отвода стока наружу, частота закладки труб зависит от высоты подпорной стены (читайте далее в статье).
Не пренебрегайте данным правилом – и ваш труд, равно как и вложенные средства, не пропадут зря.
Без водоотвода на непучинистых грунтах можно делать лишь конструкции с невысокими (до 60 см) «подвижными стенками» (сухая каменная кладка, бревенчатые стены, готовые модули, где сток воды идет за счет дренажной подсыпки и отверстий между элементами тела. Но даже в этом случае, подсыпка гравием обязательна. Дренажную систему вместе с щебневой подушкой защищают от проникновения грунта и прорастания корней травянистых растений геотекстилем. Вооружившись базовыми знаниями, можно приступать к ознакомлению с типами подпорных стенок, доступными для самостоятельного исполнения.
СТЕНА из КАМНЯ
Для СУХОЙ КЛАДКИ годятся лишь те породы камня, которые при сколе или распиливании образуют относительно плоские поверхности.
Прочность данной конструкции поддерживается ее весом, уклоном передней стенки и обязательно неровной поверхностью задней.
Рекомендуемая максимальная высота кладки – 80 см.
В ее нижнюю часть укладывают самые массивные камни, обязательно в шахматном порядке, пустоты заполняют мелкими и подсыпают цементно-песчаной смесью.
Уклон передней стенки составляет около 60, ширина стенки вверху – не менее 45 см, но для разных типов грунтов эти показатели могут колебаться. На глинистых грунтах толщина основания должна составлять не менее четверти высоты тела. Для рыхлых (песчаных) и влажных почв этот показатель увеличивается до половины высоты, соответственно, увеличивается и ширина верха стены.
Для стен большей высоты либо с целью экономии материала используется ЖЕСТКАЯ КОНСТРУКЦИЯ, закрепленная на цементно-известковый раствор.
Уклон внешней плоскости стены составляет до 120, при условии, что ее высота вместе с фундаментом более 1,5 м. для меньших высот подпорную стенку из камня делают одинаковой по ширине.
Дренажная система должна быть предусмотрена в любом случае: подсыпку щебнем обязательно сочетают с водоотводом, причем он состоит не только из проложенной у основания трубы, но и из отрезков пластиковой трубы, вмурованных в стену на высоте около 5 см от основания перпендикулярно линии фундамента и с небольшим уклоном.
Частота закладки поперечного дренажа 1 м при высоте стены 1,5 м, чем меньше высота (толщина грунта) тем реже закладывают дренаж.
Преимуществом монолитных конструкций подпорных стенок является отсутствие необходимости сильно заглублять фундамент – его подошва уходит в грунт на глубину 15-25 см.
Кроме всего прочего, у вас есть прекрасная возможность облицевать стену любым видом фасадной плитки. При высоте до 1,5 м вместе с фундаментом, толщина монолитной подпорной стенки может быть равномерной. Гравийную подсыпку делают не более 10 см и тщательно утрамбовывают. Подошва фундамента в данном случае в три раза шире стены и выдвигается в сторону от террасы, образуя букву L.
Поперечный дренаж (трубы поперек тела стены) укладывают в основание, выходя за границы опалубки с той же частотой, что и для каменной стены. Что касается опалубки, то ее монтаж начинают с задней стенки: сначала позади фундамента вбивают колья, оставив место для опалубки и уходя в землю на треть высоты (иначе не выдержат напор бетона), после формируют заднюю стенку. Следующим шагом идет монтаж передней стенки: вертикальные столбы в фундамент не вбить, поэтому опалубку, обшитую изнутри рубероидом (для получения гладкой поверхности) фиксируют косыми упорами на нескольких уровнях высоты.
Есть два варианта заливки для монолитного исполнения: АРМИРОВАНЫЙ БЕТОН и буто-бетон. Для первого достаточная минимальная толщина стенки составляет 15 см, для второго 25 см. В качестве армирующего материала подойдет два ряда металлической сетки, обрезки арматуры или труб, скрепленные между собой проволокой. С целью избежания сдвига наружной опалубки, заливка бетоном (марки М-100) осуществляется поуровнево.
Очень удобен вариант НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ – готовые пустотелые блоки выкладывают друг на друга в шахматном порядке, укрепляют арматурой и заливают бетоном.
- нижним рядом насухо кладут крупные камни,
- в пустоты подсыпают щебень, между ними фиксируют поперечный дренаж,
- производят заливку ряда, но камни не покрывают бетоном полностью, оставив 3-4 см для сцепления со следующим рядом,
- потом снова ряд бута, щебневая засыпка и заливка.
За один раз можно залить столько раствора, сколько у вас есть в наличии, главное, чтоб верхний ряд камней был выложен по всей ширине стены, а нижняя часть бута была утоплена в бетон. При возобновлении работ верх кладки смачивают водой.
Бетон в опалубке «стынет» не менее 3-х суток, а рабочая нагрузка на стену допускается не ранее, чем через месяц. Технологический перерыв можно заполнить облицовкой фасада стены. Дренаж делают по общей схеме, отводя воду в отстойник с последующим использованием для полива.
СТЕНА из БРЕВЕН
Стена из бревен – вариант достаточно экономичный, но недолговечный и делается с расчетом обновления через 5-10 лет.
Исключение составляет лиственница, которая от воздействия влаги только крепчает. Хотя, в районах степной зоны вряд ли ее можно назвать эконом-вариантом.
При выборе размеров бревен используют следующее соотношение: длина заготовки в полтора раза больше видимой части (высоты стенки), а диаметр составляет 10% от длины заготовки.
Допустим, высота подпорной стенки из бревен составляет 90 см (выше – экономически неоправданно). Тогда необходимо отобрать бревна длиной 135 см (90 х 1,5) и диаметром около 14 см. Метод закладки стены – свайный.
Первым делом роют траншею в три ширины бревна по линии укладки подпорной стенки. Ее дно тщательно трамбуют, укладывают гравийную подушку 5-10 см и снова трамбуют. Нижнюю треть заготовок освобождают от коры и пропитывают горячей олифой, битумом или обжигают, верхнюю обрабатывают бесцветным антисептиком.
Стволы ставят в строго вертикальное положение, снизу подсыпают гравием. Делают заливку бетоном марки М-100 и дают раствору выстояться не менее недели.
Дренаж делают по общей схеме, при низкой высоте стены – без трубы водоотвода (достаточно наличия щелей между бревнами).
СТЕНА из КИРПИЧА
Для кирпичной подпорной стенки высотой до 1 м подойдет вариант ложковой кладки на цементно-песчаный раствор толщиной в один кирпич.
Второй ряд выполняют с вертикальными пробелами через каждый четвертый кирпич: просто не заполняйте боковые промежутки раствором – это дренажные отверстия.
Если подпорную конструкцию делают с целью обустройства земляных террас – толщину стенок увеличивают до полутора кирпичей.
По мере укладки, пока не застыл цемент, формируют расшивочные швы: их лучше делать выпуклыми либо вровень с плоскостью стены, но не заглубленными (с течением времени может нарушиться прочность конструкции).
Избегайте ровных и длинных стен из кирпича: изгибы, криволинейность и разноуровневость делают подпорную стенку устойчивее.
В кладке используется как клинкер, так и рядовой кирпич из обожженной глины. Пустоты в элементах конструкции может разорвать зимой скопившаяся в них влага – поэтому используйте только полнотелый кладочный материал. Наличие дренажных отверстий не заменяет сооружения полноценной дренажной системы позади кирпичной подпорной стенки – позаботьтесь об водоотводе.
СТЕНА из ПУСТОТЕЛЫХ БЛОКОВ и ГАБИОНОВ
Выбор на сегодняшний день среди подобной продукции не так велик, но производители предлагают интересные варианты: от несъемной опалубки, которую можно задекорировать по своему усмотрению, до элементов фигурной формы, укладываемых друг на друга в шахматном порядке и габионов.
Подпорные стены — далеко не самостоятельный элемент двора или сада. Любой переход с одного уровня террасы на другой обязательно оборудуют при помощи ступеней.
Чаще всего такие лестничные переходы выполняют из тех же материалов, что и сама стена.
Что еще почитать на сайте:
Хозблок на даче — без него никуда
Хозблок на новом участке может стать «первопроходцем» среди построек. Именно по этой причине его часто делают многофункциональным. А бывает и так, что данным термином называют маленький сарайчик для хранения инвентаря. А еще…
Уже на этапе проектирования парной важно определиться с конструкцией и местом расположения печи-каменки. Ведь банная печь может топиться как изнутри парной, так и снаружи, в том числе с улицы. Кроме того, каменка — достаточно тяжелая конструкция, особенно, если она из…
Навеяно временем или стильные руиныЕсли вы романтик, то сад с налетом заброшенности – ваш стиль. В нем растут цветы нежных расцветок и простых форм, лежат камни, покрытые мхом, в зарослях прячутся скамеечки, на которых будто давно никто не сидел, в общем, отчетливо звучат нотки ностальгии…
Бетон в дизайне сада
Многие декоративные элементы для своего сада вы можете сделать своими руками. Причем все они будут выполнены в одной стилистике, что (в разумных пределах) облагораживает общий дизайн двора и ландшафта. Речь идет о таком доступном и податливом материале как бетон.
Подпорная стена: виды, устройство и монтаж
Если территория имеет сложный ландшафт, ее благоустройство может предусматривать такой элемент, как подпорная стена. Она позволяет решать множество проблем, например, исключает сползание почвы, укрепляя склоны и откосы. Такая конструкция может решать еще и декоративные задачи.
Основные принципы возведения подпорных бетонных стен
Конструкция подпорной стены может быть толсто- и тонкостенной. Первая выполняет функцию удержания почвы при ее по движках. При ее строительстве отмечается большой расход раствора и арматуры, а земляные работы отнимают много времени. Работы по возведению осуществляются по определенной технологии, особенности которой зависят от бюджета, назначения и наличия свободного времени.
Так, если устройство не предусматривает трату большого количества средств, лучше установить угловую конструкцию с консолью. При заливке нужно будет установить опалубку, которая заглубляется на величину, зависящую от высоты конструкции. Сократить бюджет можно, снизив расход раствора. При наличии пучинистости грунта его вынутые нижние слои заполняются подушкой из песка и щебня. Заливка предусматривает укрепление методом укладки прутьев, а бетон укладывается послойно. Его следует уплотнить вибратором.
Особенности проектирования
Подпорная стена может иметь определенное назначение. В зависимости от этого, конструкция предусматривает четыре составляющих, а именно:
- фундамент;
- водоотвод;
- тело;
- дренажную систему.
Именно подземная часть должна соответствовать техническим нормативам и выполнять основную функцию, тогда как тело предназначено для эстетических целей. Высокими стенки считаются, если они имеют высоту больше 2 м над уровнем почвы. На этапе проектирования важно предусмотреть еще и то, какой будет задняя стенка.
Классификация здесь ведется по уровню наклона, он может быть:
- лежачим;
- пологим;
- крутым.
В последнем случае речь идет о прямом или обратном скате. Профили таких стен могут быть самыми разными. Но в основном это трапеция или прямоугольник. Грани обладают разными уклонами, это касается первой из упомянутых конструкций.
Виды подпорных стенок и особенности их возведения
Перед тем как сделать подпорную стенку из бетона, вы должны подобрать один из ее существующих видов, а также разобраться с технологиями возведения. Конструкции можно классифицировать по способу возведения, они могут быть сборными или монолитными. Первые состоят из штучного материала, тогда как вторые — из звеньев на основе железобетонных изделий. Подпорные стены из бетона можно подразделить на мелко- и глубокозаглубленные. По высоте они бывают высокими, средними и низкими.
Что касается особенностей возведения, то все будет зависеть от того, какой бетон в основе -жидкий или в виде готовых изделий. В первом случае можно получить стену до 3 м в высоту, поэтому ее строительство лучше доверить специалистам. Такие конструкции устанавливаются на фундамент, а его габариты зависят от высоты стены и обычно составляют половину размера.
Подпорные стенки из бетона устанавливаются с обязательным водоотведением. Когда жидкость будет попадать на склон, она просочится сквозь почву и станет копиться в нижнем участке конструкции. Чтобы исключить размытие земли, вода должна отводиться пластиковыми трубками. Они располагаются с лицевой стороны и отделяются друг от друга на 1 м.
Стенки устанавливаются с обязательным устройством температурных швов, что исключает возникновение трещин. Что касается финишной отделки, можно не осуществлять облицовку, но тогда конструкция будет смотреться неприглядно. Для облагораживания этой части экстерьера можно использовать камень, который может быть натуральным или искусственным.
Функции подпорных стен
Подпорная стена очень функциональна, она выполняет множество задач. Ее устройство осуществляется из эстетических соображений, чтобы сделать неровный ландшафт более гармоничным. Что касается практического аспекта, стена необходима для удержания почвы от вымывания. Конструкции не только удерживают, но и перенаправляют жидкость. Участок с такими стенами выглядит ауратно, а если устройство было выполнено правильно, то конструкция будет готова прослужить не один год, зонируя пространство.
Расчет подпорных стенПроектирование подпорных стен предусматривает осуществление расчета. Нужно определить, какое давление будет оказывать почва на плитную поверхность. При этом используется формула: P = h*r. В которой буквой h обозначается высота земли над плитой, тогда как r — плотность почвы.
На стену оказывается и еще и горизонтальное давление. Оно рассчитывается по формуле: Pа = h*r*tg2(45-φ/2). Здесь угол внутреннего трения почвы обозначается буквой φ. Расчет подпорной стенки предполагает еще и определение объема арматуры на квадратный метр. Если прутья будут располагаться на расстоянии в 200 мм друг от друга, количество стержней на указанную площадь составит 5. С увеличением шага до 250 мм стержней на квадратный метр понадобится 4.
Установка опорных бетонных стенокДля того чтобы определиться с технологией строительства подпорной стены из бетона, следует разобраться, какую конструкцию вы будете устанавливать:
- тонкостенную;
- комбинированную;
- массивную.
Последняя удерживает почву лишь за счет внушительного веса. Прочность и характеристики определяются заглублением. Если сооружение будет невысоким, строительство окажется оправданным, в противном случае в бытовых условиях может произойти перерасход материала и времени. Комбинированные опорные стены имеют меньший вес, а для повышения их прочности используется широкое основание. Тонкостенные конструкции должны иметь особую форму, чтобы ширина основания была соизмерима с высотой.
Создание траншеи
Если вы решили работать с бетоном, для начала следует создать чертеж. Затем следует устроить траншею. Такие работы ведутся на устойчивом грунте, а минимальная глубина залегания подземных вод должна составить 1, 5 м.
Сначала территория размечается, для этого используется натянутый шнур. По нему выкапывается траншея для сооружения подошвы. А боковые стенки и дно хорошо уплотняются, затем можно приступать к засыпке подушки. Каждый слой хорошо уплотняется и поливается водой.
Монтаж опалубки
Если почва пучинистая, на 40 см на дно траншеи необходимо засыпать песок и щебень, покрыв все это гидроизоляцией. Далее устанавливаются щиты, которые нужно укрепить укосинами.
Дренаж
Опорная стена обязательно должна иметь дренаж, который может располагаться вдоль, поперек или иметь смешанную конструкцию. Первый предполагает укладку щебня в траншею, сюда можно добавить бой кирпича крупной фракции. От использования строительного мусора следует отказаться, ведь он может быть размыт водой. Такая система имеет ограниченный срок эксплуатации, что влечет необходимость периодической чистки дренажной системы.
Альтернативным решением является монтаж гофрированных труб, которые сегодня являются одними из надежных. Поперечный дренаж подпорных стен является наиболее простым в устройстве. Он реализуется на этапе строительства конструкции и предполагает оставление швов в кладке, которые не заполняются раствором. Поперечно-продольная система дренажа — это совмещение нескольких решений, что позволяет добиться наиболее эффективного результата.
Замес цемента
При строительстве конструкции важно обеспечить ей хорошие технические характеристики. Среди них следует выделить морозостойкость. Это свойство должно быть присуще используемому для раствора цементу. Для его замеса понадобится часть жидкости, столько же цемента и такой же объем щебня. Ко всему к этому добавляется три части песка. Материалы хорошо перемешиваются между собой, затем состав заливается в опалубку.
Заполнение пространства за опорами
Пространство за подпорной стеной нужно заполнить дренажной почвой. Альтернативным решением выступает дренажное полотно. Следом идет грунтовая масса, которая уплотняется при засыпке. Заключительным слоем станет растительный грунт. Взглянув на этот участок через некоторое время, вы заметите, что произошла усадка почвы, что повлечет необходимость подсыпки. Торф и ил при этом использовать нельзя, так как в них присутствуют органические включения.
При строительных работах нельзя забывать об армировании подпорной стенки. Эти работы предусматривают укладку 4 прутков, диаметр которых не превышает 16 мм. Прутья располагаются вертикально, а при соединении они должны формировать сетку.
Если ширина основания больше 40 см или равна этому значению, армирующие сетки будут отдалены друг от друга на 30 см. По краям необходимо оставить по 5 см. Когда фундамент имеет большую протяженность, а ширина довольно ограничена, могут возникнуть продольные растяжения. Поэтому армирование подпорных стен будет сопровождаться укладкой вертикальных и горизонтальных прутьев, которые станут формировать каркас и выполнят поддерживающую функцию.
Гидроизоляция поверхности
Гидроизоляция должна выполняться после определения целесообразности этих работ. Они требуются, если поверхность пористая, плохо переносит контакт с водой, ее поверхность легко образует конденсат. Когда грунт сухой, можно применить напыляемый материал или мастику. Влажная почва требует рулонных материалов. Классический способ гидроизоляции заключается в нанесении обмазочного состава. Поверхность нагревается, а затем на нее наносится мастика. Важно, чтобы температура внешней среды была выше нуля, а влажность воздуха должна быть низкой. Только так удастся добиться эффективности работ.
Если вы выбрали оклеечный материал, он будет предусматривать необходимость комбинации мастики и рулонной гидроизоляции, последняя из которых выступит покровной составляющей. Можно использовать рубероид или другую изоляцию на основе битума, которая крепится на поверхность после нанесения обмазки.
ДекорКогда расчет подпорной стены был выполнен, что можно сделать и онлайн, а все работы согласно чертежам, были осуществлены, в том числе, армирование, можно переходить к декорированию. Это позволит сделать конструкцию не только более привлекательной, но и повысит ее защитные функции. Стена должна гармонировать с экстерьером, поэтому следует рассмотреть несколько способов ее облицовки.
Наиболее простым и бюджетным решением является высадка растений. Облагородить стену и территорию вокруг можно искусственным водоемом. Довольно привлекательно смотрится еще и альпийская горка, которую можно дополнить вьющимися растениями. А вот для декорирования самих стен часто используются самые неожиданные материалы, например, пластик или металл. Облицовку можно выполнить кирпичом или декоративными железобетонными плитами. Отлично смотрятся на поверхности песчаник, известняк или плитняк.
Факторы, влияющие на устойчивость опорной стеныРасчет подпорной стены, который может быть выполнен онлайн, следует осуществлять еще и для того, чтобы определить факторы, которые могут повлиять на устойчивость конструкции. Среди наиболее часто упоминаемых факторов следует выделить:
- силу вибрации;
- действия подземных вод;
- сейсмические воздействия;
- устойчивость в зависимости от толщины;
- климатические особенности региона.
На устойчивость влияет правильное определение толщины. При этом важно, чтобы грунт имел соответствующие характеристики, а высота сооружения не оказалась слишком большой. Если на участке мягкая почва, то ширина опоры должна быть больше. А вот при высоте больше 2 м следует учитывать еще и ветровую нагрузку.
Использование блоков ФБСПодпорные конструкции довольно часто возводятся из блоков ФБС. Конструкции получаются массивными, а устойчивость обеспечивается весом конструкции. Эти изделия в основе могут укладываться на территориях с разными типами грунтов. Для проведения работ по строительству стены из блоков ФБС следует подготовить:
- песок;
- тепло- и гидроизоляцию;
- щебень;
- блоки ФБС;
- арматуру;
- трубы;
- геотекстиль;
- бетонный раствор.
На начальном этапе составляется чертеж, затем выполняются земляные работы, выкапывается траншея, на дно которой засыпается песок и щебень. Сверху такая подготовка закрывается гидроизоляцией. Армирующей основой здесь выступят все те же прутья, которые укладываются в заливной фундамент. Его выдерживают в течение 5 дней, а затем изолируют. Для этого можно использовать метод напыления или наклеивания рулонных материалов. Обмазочный способ обычно сопровождается сложностями и отнимает много времени. Как только все было готово, можно переходить к кладочным работам. Каждый ряд следует армировать горизонтально уложенными 20-миллиметровыми прутьями.
Стены из кирпича и габионовКирпичи и габионы могут стать материалами, которые лягут в основу стены. По сравнению с кладкой основание должно быть шире на 30 см. Углубляется траншея на столько же. В мягком и рыхлом грунте глубина основания по отношению к высоте стены должна составить 1/2. Для затворения раствора при заливке фундамента следует использовать: гравий, щебень, бетон.
Особенности строительства стены из кирпичаОбратите внимание! Технология строительства на первом этапе не имеет особой разницы А работы ведутся по тому же алгоритму, что и в случае, когда конструкция выполняется из бетона или блоков ФБС.
На том месте, где предусмотрена стенка, следует выкопать траншею, на дно которой укладывается гравийно-песчаная подушка. Стенки закрываются опалубкой, куда заливается раствор с армированием. После гидроизоляционных работ можно начинать строительство стены из кирпича. По обеим сторонам вбиваются колышки, между которыми натягивается веревка. Кладка осуществляется по тому же принципу, что и в случае с обычными стенами. Для крепления изделий между собой применяется цементный раствор. Для его затворения соединяется часть цемента с тремя частями мелкофракционного песка.
Строительство стены из габионовТакие стенки могут иметь армирующую панель или обладать массивной конструкцией. Наиболее распространен последний вариант. Габионы в высоту не превышают 8 м. Если это значение должно быть больше, следует установить берму. Она представляет собой участок откоса внушительной ширины.
Габионы кладутся с перевязкой. Вертикальные швы смещаются в верхних рядах по отношению к нижним на 25 см. Если стенка будет невысокой, ее можно установить на уплотненную почву. Поверхность грунта перед началом работ рассчитывается и выравнивается. Если высота больше метра, потребуется фундамент. Его можно выполнить из плоских габионов, которые располагаются на подсыпке из песка и гравия.
Преимущество габионов состоит в том, что со временем такая стенка становится более крепкой, ведь через камни прорастают растения. Монтажные работы заключаются в установке контейнеров по месту эксплуатации и заполнении камнями на треть. Правильность установки после этого проверяется относительно горизонтали и вертикали. Как только вы убедились, что перекосов нет, габион можно наполнить до конца. Для наполнения можно использовать:
- мягкий известняк;
- гранит;
- базальт;
- эрклез;
- песчаник;
- плотный известняк.
Для того чтобы конструкция прослужила до 20 лет, следует выбирать сетку с цинково-полимерным покрытием, которое будет исключать коррозию. Если грунт позволяет, можно обойтись без фундамента, но при покупке габионов следует запастись плоскими сетками, которые имеют небольшую высоту. Последнее значение может достигать 50 см максимум.
Монтаж осуществляется на ровную поверхность, которая укрывается геотекстилем. Крепление элементов между собой ведется оцинкованной проволокой, это обеспечивает стабильность конструкции. Если подпорная стенка должна быть установлена около водоемов или береговой линии, следует использовать цилиндрические габионы, но их наполнение остается таким же.
Такие конструкции хороши не только прочностью и устойчивостью, но еще и гибкостью. Они могут быть установлены во влажной среде, а грунт может проявлять нестабильность во время эксплуатации. Стенки, пожалуй, смотрятся наиболее привлекательно из всех остальных, а их устройство занимает меньше времени. Период года для монтажных работ не имеет значения, как и наличие фундамента. А если почва будет двигаться, конструкция приспособиться к таким условиям. Деформации при этом не происходит, как и разрушение самой стены.
Альтернативное решение: стена из дерева
Наиболее худшим вариантом террасирования участка является деревянная стенка, но она все же иногда используется. Ее плюсом является высокая скорость работ. Если есть желание выполнить манипуляции в короткие сроки, а пользоваться конструкцией долго вы не планируете, древесина станет единственно верным вариантом.
Она может быть выполнена из вертикального частокола. Бревна располагаются плотно друг к другу, а устанавливаются методом забивания кувалдой. Та часть конструкции, которая будет контактировать с уклоном, должна быть закрыта геотекстилем. Он будет армировать и выравнивать нагрузку. Бревна могут располагаться горизонтально. Но длины пиломатериала может оказаться недостаточно для стены. Кроме того, бревна редко имеют одинаковый диаметр, что затрудняет их монтаж и стыковку.
Как рассчитать объем бетонной подпорной стены — Engineering Feed
Прочитав эту статью, вы узнаете, как рассчитать объем бетонной подпорной стены. Это довольно просто, просто следуйте инструкциям и посмотрите видеоурок.
Подпорная стена — это конструкция, спроектированная и построенная таким образом, чтобы противостоять боковому давлению грунта, когда имеется желаемое изменение высоты земли, превышающее угол естественного откоса грунта.
Таким образом, стена подвала является одним из видов подпорной стены.Но этот термин обычно относится к консольной подпорной стене, которая представляет собой отдельно стоящую конструкцию без боковой поддержки наверху. Они консольно выступают из основания и возвышаются над уровнем земли с одной стороны, чтобы удерживать более высокий уровень с другой стороны. Стены должны выдерживать боковое давление, создаваемое рыхлым грунтом.
В примере, представленном на видео, подпорная стена построена на опорной плите и также известна как ствол.
Шток и основание являются основными частями подпорной стены консольного типа.Носок принадлежит передней части, а пятка — задней части. Шток опирается на основание, а стена сужается кверху.
Длина основания остается в пределах от 0,4 до 0,7 высоты стены. Соотношение схождения к базовой пропорции должно быть 1: 4. Толщина плиты основания должна быть немного больше по сравнению с глубиной ствола внизу. Наименьшая толщина стержня для строительных целей должна составлять 200 мм.
Компоненты подпорной стены включают фундамент плиты основания, шпонку, шток, строительный шов.
Размеры подпорной стены на видео:
Длина фасада 20 м
Длина одной стороны 2 мм
Толщина 200 мм
Высота стены или ствола, построенного на основании, 5 м
Ширина нижней части стены 500 мм
ширина верхней части стены 200 мм
Базовая плита представлена как A, а стена как B.
Для расчета объема подпорной стены используется следующая формула: —
Объем A + Объем B
Объем A = Длина x Ширина x Высота = 20 х 2 х 0.2 (после преобразования 200 миллиметров в метр) = 8 м3
Чтобы узнать, как определить громкость B, просмотрите следующий видеоурок.
Источник видео: L&T — Learning Technology
Конструкция подпорной стены | Расчет количества бетона для подпорной стены
РУКОВОДСТВО
Мы предположили секцию подпорной стены. Есть две части.Первая часть — основа (обозначена A), а вторая часть — стержень (обозначена B).
Следовательно, объем подпорной стенки = объем плиты основания + объем ствола
A) Плита основания
Длина плиты основания = 4 м
Ширина плиты основания = 12 м
Толщина плиты основания = 300 мм = 0,300 м
Объем плиты основания = длина x ширина x высота = 4 x 12 x 0,300 = 14,4 м 3
B) Стержень трапециевидной формы
Длина стержня = 12 м
Высота стержня = 4 м
Толщина вершины (a) = 0.300 м
Толщина дна (b) = 0,600 м
Следовательно, объем ствола = [{(a + b) / 2} xh] xl
Объем ствола = [{(0,3 + 0,6) / 2} x 4] x 12 = 21,6 м 3
Общий объем подпорной стенки = 14,4 + 21,6 = 36 м 3
Другой тип подпорной стены состоит из трех частей: одна представляет собой опорную плиту A, вторая — плиту B, а третья — контрфорс C.
Объем подпорной стенки = объем базовой плиты + объем стержня + объем противофона
Объем подпорной стенки = объем A + объем B + объем C
Измерим объем фундаментной плиты А
Объем A = длина x ширина x высота = 13 x 3 x 0.3 = 11,7 м 3
Измерим объем стержня B
Часть B имеет форму трапеции,
Следовательно, объем B = [{(a + b) / 2} xh] xl = [{(0,3 + 0,4) / 2} x 4] x 13 = 18,2 м 3
Давайте измерим объем противодействия C
Часть C имеет форму трапеции,
Следовательно, объем C = [{(a + b) / 2} xh] xl = [{(0,6 + 3) / 2} x 4] x 0,3 = 2,16 м 3
Есть два контрфорса, поэтому
Объем C = 2 x 2.16 м 3 = 4,32 м 3
Общий объем подпорной стены = 11,7 м 3 + 18,2 м 3 + 4,32 м 3 = 34,22 м 3
Чтобы получить более подробную информацию, просмотрите следующий видеоурок.
Лектор: Гражданское исследование
Также читать
Калькулятор подпорной стены
Если вашему саду нужна подпорная стена, и вы не знаете, как ее сделать, не бойтесь — калькулятор подпорной стены здесь, чтобы помочь! Независимо от того, строите ли вы подпорную стену из эстетических соображений или для выравнивания ландшафта, этот калькулятор поможет вам спланировать и осуществить процесс строительства. Сэкономьте время иначе вы бы потратили скрупулезный подсчет количества блоков подпорной стены на бумаге и убили бы двух зайцев одним выстрелом к , имея одновременно приблизительную стоимость подпорной стены . Кроме того, калькулятор подпорной стены покажет вам, сколько гравия вам понадобится для засыпки , так что об этом тоже не нужно беспокоиться! Используйте этот инструмент для экономии времени, и ваш проект подпорной стены будет проще простого!
Как пользоваться калькулятором подпорной стены?
Расчет подпорной стены поначалу может показаться сложным, но не волнуйтесь! Просто следуйте этому простому набору инструкций, и вы сделаете свои расчеты в кратчайшие сроки.
1 . РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА УПОРНЫХ СТЕНОВЫХ БЛОКОВ
- Начните с определения того, будет ли у вашей подпорной стены ряд заглушек (выберите «Да» или «Нет» в самом верху калькулятора). Верхний ряд — это самый верхний ряд подпорной стены, который превышает фактическую высоту стены, что часто используется для украшения.
- Введите высоту , и длину , подпорной стены.
- Введите высоту и длину одного из выбранных вами блоков.
- Вам будет предоставлено , общее количество необходимых блоков подпорной стены — . Если вы выбрали строку с ограничением, также будет отображаться количество блоков , необходимое для ограничения .
2. РАСЧЕТ ГРАВИЯ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ
Засыпка — это то, о чем нельзя забыть при строительстве подпорной стены. Это очень важно для того, чтобы стена оставалась устойчивой, а также чтобы она не размывалась водой. Рекомендуется использовать гранулированный материал, такой как гравий , который мы выбрали для расчета подпорной стены.
Объявите площадь засыпки высотой , длиной и толщиной . Высота и длина обычно соответствуют высоте и длине стены. Что касается толщины, она должна быть не менее 12 дюймов / 30 см для обеспечения надлежащего дренажа.
Калькулятор вернет и объем , и вес , и вес , и вес гравия, который вы должны купить.
3. РАСЧЕТ ЗАТРАТ
Наш калькулятор подпорной стены также позволяет рассчитать стоимость подпорной стены.Для этого вам нужно всего лишь:
- Введите цену блока одинарной подпорной стены (и цену блока крышки, если вы выбрали эту опцию в верхней части калькулятора)
- Введите цену гравия за единицу веса — подойдет любая единица.
- Калькулятор предоставит вам общей стоимости подпорной стены .
Кроме того, рекомендуется покупать дополнительно 10–15% всех материалов, необходимых для учета любых ошибок , которые могут произойти, а также любого непредвиденного ремонта.Лучше перестраховаться, чем сожалеть — зачем тратить бензин за рулем и из магазина, если можно подготовиться заранее? Не стесняйтесь использовать наш процентный калькулятор, чтобы точно определить, сколько еще вам следует купить.
Формулы подпорных стенок
Прелесть нашего калькулятора подпорной стены заключается в том, что он делает всю работу за вас. Однако мы понимаем, что вы, возможно, захотите самостоятельно посчитать, и тем самым представляем вам все необходимые уравнения!
Количество блоков подпорной стены рассчитывается по формулам:
количество рядов = высота стены / высота блока (округлено в большую сторону, если не полное число)
количество колонн = длина стены / длина блока (округлено в большую сторону, если не полное число)
- ПРИМЕЧАНИЕ: Если есть строка с ограничением, количество блоков с ограничением равно количеству столбцов , поэтому вы должны использовать формулу количества столбцов для его вычисления.
количество блоков (не включая блоки строк заголовка) = количество строк * количество столбцов
- ПРИМЕЧАНИЕ: Если есть строка с ограничением, формула почти такая же, за исключением того, что вы вычитаете одну строку :
количество блоков = количество столбцов * (количество строк - 1)
Для расчета объема гравия, необходимого для засыпки, мы используем следующее уравнение:
Объем засыпного гравия = толщина засыпки * длина засыпки * глубина засыпки
- ПРИМЕЧАНИЕ: Длина и глубина засыпки соответствуют длине и высоте стены соответственно.Как уже указывалось выше, толщина должна быть не менее 12 дюймов / 30 см .
Чтобы преобразовать объем гравия в конкретный вес гравия, нам понадобится следующая формула:
вес засыпки = плотность щебня * объем засыпки
- ПРИМЕЧАНИЕ : Плотность гравия составляет 84,03 фунта / фут³ или 1346 кг / м³ в метрической системе. Вы также можете использовать наш калькулятор размера и веса, чтобы получить дополнительную помощь при преобразовании.
Для расчета стоимости подпорной стены необходимо умножить результаты предыдущих расчетов на цену этого материала .
Расчет стоимости подпорной стены и материалов — пример
Допустим, мы строим подпорную стену, это:
- не имеет верхнего ряда,
- 30 футов в длину,
- 10 футов в высоту,
- состоит из блоков 10 x 15 дюймов,
- имеет стандартную засыпку толщиной 12 дюймов.
Допустим, цены в нашем районе:
- 5 $ за блок подпорной стенки,
- 2 $ за фунт гравия.
В нашем примере расчеты производятся следующим образом:
высота стены / высота блока = 30 футов / 10 дюймов = 360 дюймов / 10 дюймов = 36
длина стены / длина блока = 10 футов / 15 дюймов = 120 дюймов / 15 дюймов = 8
количество блоков подпорной стены = 36 * 8 = 288
общая стоимость блоков = 5 $ * 288 = 1440 $ 90 241
объем засыпки = 12 дюймов * 360 дюймов * 120 дюймов = 518 400 дюймов³ = 300 футов³ = 11.11 ярдов³
Вес засыпного гравия = 84,03 фунта / фут³ * 300 футов³ = 25,208 фунта
Общая стоимость засыпного гравия = 2 $ * 25 208 фунтов = 10 373,06 $ 90 241
Мы надеемся, что этот пример помог немного упростить использование нашего калькулятора подпорной стены.
Расчет устойчивости подпорных стен
Проверки устойчивости подпорных стен
Проверки опрокидывания и скольжения выполняются, чтобы убедиться в устойчивости подпорных стен. В дополнение к этому также проверяется базовое давление в подшипнике, чтобы убедиться, что оно находится в установленных пределах.В этом расчете мы концентрируемся на двух проверках устойчивости при скольжении и опрокидывании.
Допущения
- Угол трения грунта 30
- Коэффициент трения между грунтом и бетоном 0,5
- Плотность сухого грунта 18 кН / м 3
- Уровень грунтовых вод не учитывается при этом расчете (если учитывается давление воды , мы должны учитывать удельный вес погружаемого грунта, а также учитывать удельный вес насыщенного грунта в зависимости от капиллярного действия грунта.
- Для упрощения расчета не учитывается дополнительная нагрузка
Активное давление почвы = (1 - Sinϕ) / (1 + Sinϕ)
= (1 - Sin30) / (1 + Sin30)
= 0,333
Пассивный давление почвы = (1 + Sinϕ) / (1 - Sinϕ)
= (1+ Sin30) / (1 - Sin30)
= 3.0
Проверка опрокидывания
Давление в основании = K a γ h
= 0,333x18x3,9
= 23,377 кН / м 2
Боковое усилие = 0,5 × 23,377 × 3,9
= 45,584 кН
Вес грунта на фундаменте = 2,6 × 3,4 × 18
= 159.12 кН
Если подпорная стенка перевернется, она повернется вокруг точки «А». Поэтому воспользуйтесь моментом вокруг точки «А», чтобы найти момент опрокидывания и момент восстановления.
Опрокидывающий момент = 45,584 x 3,9 / 3
= 59,259 кНм
Момент восстановления = 159,12 x (2,6 / 2 +0,4)
= 270,504 кНм
Фактический коэффициент безопасности = 270.504 / 59,259
= 4,565
Следует отметить, что вес конструкции не учитывался в этом расчете. Даже без веса конструкции восстанавливающий момент выше.
Коэффициент безопасности против скольжения обычно считается равным 1,5. Однако он может варьироваться в зависимости от требований к конструкции. Здесь значение намного выше требуемого. Таким образом, можно сделать вывод, что проверка опрокидывания является удовлетворительной.
Проверка скольжения
Скольжение можно рассматривать двумя способами. Чтобы избежать скольжения конструкции, можно учитывать силу трения между грунтом и бетоном или пассивное давление, создаваемое срезной шпонкой.
Случай 01: Без срезной шпонки, учитывайте только трение между грунтом и бетоном
При этом расчете следует учитывать вес конструкции, поскольку он увеличивает реакцию, которая приводит к более высокой силе трения.
Плотность бетона = 24 кН / м 3
Вес конструкции = (3.9 × 0,4 + 2,6 × 0,5) x24
= 68,64 кН
Общий вес = вес грунта + вес конструкции
= 159,12 + 68,64
= 227,76 кН
Принять коэффициент трения между грунтом и бетоном равным 0,5. Это значение может варьироваться в зависимости от состояния грунта.
Сила трения = 0.5 x 227,76
= 113,88 кН
Боковое усилие = 45,584 кН
Коэффициент безопасности = 113,88 / 45,584
= 2,5
Как правило, мы сохраняем коэффициент безопасности около 1,5 против скольжения. Фактический коэффициент безопасности намного превышает допустимое значение. Поэтому скольжение - это нормально.
Случай 02: Предоставление шпонки для срезания
Некоторые инженеры неохотно используют силу трения, чтобы избежать скольжения подпорных стенок, поскольку грунтовые условия могут быть различными и непредсказуемыми.Кроме того, когда высота подпорной стенки увеличивается, большую часть времени учитывается эффект пассивного давления. Несмотря на то, что приведенный выше расчет является удовлетворительным для скольжения, мы могли бы продолжить этот метод также, чтобы получить представление о концепции.
Высоту срезной шпонки можно определить следующим образом
Фактор безопасности = Допустимая сила скольжения / Фактическая сила скольжения
Допустимая сила скольжения = FOS (фактическая сила скольжения)
0.5 (K p γ h) h = 1,5 x 45,584
h 2 = 1,5 x 45,584 / (0,5 K p γ)
= 1,5 x 45,584 / (0,5x3x18)
= 2,532
h = 1,6 м
Слой грунта высотой 1,6 м необходим для создания выше пассивного давления, если мы предполагаем полную мобилизацию пассивного давления и пренебрегаем трением под фундаментом.
Как показано на рисунке выше, почвенный покров над основанием составляет 0,5 м, а толщина основания составляет 0,5 м.
Глубина срезной шпонки = 1,6 - 0,5 - 0,5
= 0,6 м
Обеспечьте срезную шпонку высотой 600 мм.
Также отмечается, что нам необходимо проверить давление под фундаментом, и оно должно быть ниже допустимой несущей способности почвы.
Расчет объема бетона для подпорной стены
Это видео о строительстве даст несколько полезных советов по расчету объема бетона для подпорной стены.
Подпорная стена - это жесткая стена, которая спроектирована и сконструирована таким образом, чтобы выдерживать боковое давление жидкости, грунта, песка или других крупных материалов, которые она сдерживает.
Предположим, подпорная стенка разделена на две секции, причем секция A принимается за опорную плиту, а секция B - за основу подпорной стены.
Следовательно, объем подпорной стены определяется по формуле: -
Объем подпорной стены = Объем фундаментной плиты + Объем стержня
Объем фундаментной плиты = длина x ширина x высота
= 10 х 3 х 0.2 (после преобразования 200 мм в метр) = 6 м 3
Поскольку шток представляет собой трапецию, для расчета его объема используется следующая формула: -
Объем ствола = [{a + b) / 2} x h] x l
После выставления значений получаем: -
= [{(0,5 + 0,2) / 2} x 3] x 10 = 21 м 3
Следовательно, общий объем подпорной стенки = 6 + 21 = 27м 3
Следовательно, объем бетона для подпорной стены = 27м 3
Если подпорная стенка разделена на три части, такие как часть A, часть B и часть C.Часть A принимается за фундаментную плиту, часть B - за шток, а часть C - как противодействие подпорной стене.
Следовательно, объем подпорной стенки = объем базовой плиты + объем ствола + объем противодействия
= Объем A + Объем B + Объем C
Чтобы изучить оставшийся процесс расчета, просмотрите следующий видеоурок.
БЕТОННЫЕ СТЕНЫ КЛАССИЧЕСКИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Подпорные стены поддерживают почву и другие материалы с боков.То есть подпорные стены «удерживают» землю, не давая ей соскользнуть. Подпорные стенки должны противостоять опрокидыванию и скольжению, а давление под носком (передний нижний край опоры) не должно превышать несущую способность почвы. Наконец, стена должна быть достаточно прочной, чтобы предотвратить разрушение в любой точке по высоте из-за давления удерживаемого материала. Подпорные стены из бетонной кладки превосходно удовлетворяют этим требованиям.
Три различных типа подпорных стен из бетонной кладки показаны на Рисунке 1.Это простая неармированная вертикальная стена, удерживающая силу тяжести, армированная сталью консольная подпорная стенка и сегментная подпорная стена. Этот TEK касается только неармированных гравитационных подпорных стен. Каждая из этих систем подпорных стен имеет свои преимущества, и выбор может зависеть от ряда факторов, включая эстетику, конструктивность, стоимость и пригодность для конкретного проекта. Гравитационная стена намного проще по конструкции и конструкции и может быть эффективным выбором для небольших проектов.Он толще в основании, чем консольные и сегментные стены, и, следовательно, его строительство может стоить дороже в более крупных проектах. Гравитационные подпорные стены сопротивляются скольжению благодаря своей большой массе, в то время как консольные подпорные стены спроектированы таким образом, чтобы противостоять скольжению за счет армирования. Из-за своей большой массы гравитационные подпорные стены могут не подходить для использования на почвах с низкой несущей способностью.
Квалифицированный инженер, знакомый с местными условиями, может помочь в выборе типа подпорной стены.В случае возникновения особо неблагоприятных почвенных условий или когда требуется укладка свай под подпорной стеной, помощь инженера необходима при проектировании и строительстве.
Рисунок 1 - Подпорные стены из бетонной кладкиДИЗАЙН
Основная сила, действующая на подпорную стену, - это давление, оказываемое удерживаемым материалом на задней стороне стены и на пятке основания.Величина и направление этого давления зависят от высоты и формы поверхности, а также от характера и свойств засыпки. Одним из распространенных методов оценки давления обратной засыпки является метод эквивалентного давления жидкости. В этом методе предполагается, что удерживаемая земля будет действовать как жидкость, оказывая давление на стену. Предполагаемое эквивалентное давление жидкости зависит от типа почвы. Типичные типы грунта с их эквивалентным давлением жидкости показаны в таблице 1.
Поскольку устойчивость подпорной стены гравитационного типа в основном зависит от ее веса, требуемая толщина у основания увеличивается с увеличением высоты засыпки или высоты стены.Возникающее давление на задней части стены (пятка) можно избежать, сконструировав удерживающую гравитацию стенку достаточно толстой у основания, чтобы результирующая всех сил (опрокидывающая сила и вертикальные нагрузки) попадала в зону, называемую керн, которая является средняя треть основания. Когда результирующая сила находится в керне, эксцентриситет равен или меньше одной шестой ширины основания. Когда эксцентриситет, e , точно равен одной шестой ширины основания, максимальное давление опоры на почву у переднего края основания (носка) будет вдвое больше среднего давления на почву.
Горизонтальная сила удерживаемого материала вызывает опрокидывающий момент на гравитационной подпорной стенке. Для данной высоты стены требуемая толщина у основания будет зависеть от эквивалентного давления жидкости удерживаемого грунта. Эти две силы действуют в оппозиции; горизонтальная сила имеет тенденцию опрокидывать стену, в то время как вертикальные силы стремятся стабилизировать ее за счет силы тяжести. Отношение высоты стены к ширине основания зависит от отношения вертикального давления к горизонтальному. Точнее, соотношение между толщиной основания и высотой стены можно выразить следующим образом:
где:
H = высота гравитационной подпорной стены, дюйм.(мм)
L = ширина гравитационной подпорной стенки у основания, дюймы (мм)
Q = эквивалентное давление жидкости удерживаемого материала, действующего горизонтально как опрокидывающий момент, фунт / фут (кг / м³)
W = среднее масса кладки, грунта и другого материала, удерживающего грунт вертикально, фунт / фут (кг / м³)
Это соотношение между высотой стены и шириной основания для гравитационных подпорных стен показано на рисунке 2 для различных соотношений горизонтальных и вертикальных удельных нагрузок.Соотношение, показанное на рисунке 2, используется при выборе размеров гравитационных подпорных стен до восьми футов (1,8–2,4 м) в высоту.
Выбрав пропорции высоты и основания из рисунка 2, пробный дизайн анализируется на предмет безопасности против опрокидывания и скольжения, давления на грунт, а также напряжения изгиба и сдвига в стене.
Рис. 2 - Зависимость высоты подпорной стены от ширины у основанияСТРОИТЕЛЬСТВО И МАТЕРИАЛЫ
Каждый ряд подпорной стены должен быть построен из полноразмерных бетонных блоков с перекрывающимся узором связи между рядами, как показано на Рисунке 3.
Пустотные или сплошные бетонные блоки, используемые в гравитационных подпорных стенах, должны соответствовать требованиям ASTM C 90 (ссылка 2) и предпочтительно иметь плотность при сушке в печи 125 фунтов / фут³ (2002 кг / м³) или более. Сердцевины пустотелых блоков обычно заполняют для увеличения веса стены. Заливка должна быть зернистой на участках, подверженных замерзанию. Связь важна для обеспечения достаточного сопротивления сдвигу, чтобы выдержать давление, оказываемое удерживаемой землей. Растворы типа M или S, соответствующие ASTM C 270 (см.3) рекомендуются.
Бетонные опоры следует укладывать на твердую ненарушенную почву. В местах, где ожидается промерзание, основание фундамента следует располагать ниже линии промерзания. Если грунт под основанием состоит из мягкой или илистой глины, обычно рекомендуется перед заливкой бетона подложить под основание от 4 до 6 дюймов (от 102 до 152 мм) хорошо утрамбованного песка или гравия. Обычно нет необходимости в усилении фундамента.
Если для засыпки используется тяжелое оборудование, оно не должно приближаться к верху стены ближе, чем на расстояние, равное высоте стены.Также следует позаботиться о том, чтобы избежать сильных ударов по стене, которые могут возникнуть из-за большой массы движущейся земли.
Следует предусмотреть меры для предотвращения скопления воды за подпорной стенкой. Скопившаяся вода вызывает повышенное давление, просачивание и, в зонах, подверженных действию мороза, значительную силу расширения в верхней части стены. В большинстве случаев достаточно дренажных отверстий, расположенных на расстоянии от 4 до 10 футов (от 1,2 до 3 м) вдоль основания стены.
Рисунок 3 - Перекрытие связи между курсамиПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИИ
- 4-футовый (1.2 м) подпорная стенка с высокой гравитацией
эквивалентное давление жидкости грунта = 30 фунт / фут (4,7 кН / м³)
вес грунта = 100 фунт / фут (15,7 кН / м³)
коэффициент трения грунта = 0,55
несущая способность грунта = 2000 фунт / фут² (0,096 МПа)
Каменные блоки из 100% твердого бетона, 120 фунтов на фут (18,9 кН / м³)
бетонных оснований, 150 фунтов на фут (23,6 кН / м³)
Сначала определите ширину основания стены:
На Рисунке 2 основание стены составляет 24 дюйма.(610 мм), что может быть выполнено с помощью трех 8-дюймовых (203 мм) блоков. Обратите внимание, что вес фундамента не был включен в расчет среднего удельного веса материалов, действующих вертикально, поэтому ширина, определенная на Рисунке 2, будет шириной кирпичной стены у ее основания.
Определите опрокидывающий момент:
давление у основания стены, p = общая высота грунта x эквивалентное давление жидкости грунта
p = (4,67 фута) (30 фунтов на фут) = 140 фунтов / фут² (6703 Па)
результирующее давление, P = ½ ( p ) (общая высота почвы)
P = ½ (140 фунтов / фут²) (4.67 футов) = 327 фунтов / фут (4,8 кН / м)
Определите момент сопротивления (около пальца ноги):
Сначала определите вес каждого элемента, затем определите момент сопротивления каждого груза, затем суммируйте моменты сопротивления, чтобы определить общий момент сопротивления.
| Элемент: | Вес | |
| S 1 | (0,67 фута) (1,33 фута) (100 фунтов на фут) | = 89 фунтов (396 Н) |
| S 2 | (0.67 футов) (2,67 фута) (100 фунтов на фут) | = 179 фунтов (796 Н) |
| S 3 | (0,33 фута) (4,0 фута) (100 фунтов на фут) | = 132 фунта (587 Н) |
| M 1 | (0,67 фута) (4,0 фута) (120 фунтов на фут) | = 322 фунта (1432 Н) |
| M 2 | (0,67 фута) (2,67 фута) (120 фунтов на фут) | = 214 фунтов (952 Н) |
| M 3 | (0.67 футов) (1,33 фута) (120 фунтов на фут) | = 107 фунтов (476 Н) |
| Ф. | (2,67 фута) (0,67 фута) (150 фунтов на фут) | = 268 фунтов (1192 Н) |
| Элемент: | Масса, фунт (Н) x | Рука, фут (м) = | Момент, фут-фунт (Н-м) |
| S 1 | 89 (396) | 1,33 (0,41) | 118,5 (161) |
| S 2 | 179 (796) | 2.00 (0,61) | 357,8 (485) |
| S 3 | 132 (587) | 2,50 (0,76) | 330,0 (447) |
| M 1 | 322 (1432) | 0,67 (0,20) | 215,5 (292) |
| M 2 | 214 (952) | 1,33 (0,41) | 285,5 (387) |
| M 3 | 107 (476) | 2.00 (0,61) | 213,9 (290) |
| Ф. | 268 (1192) | 1,33 (0,41) | 356,4 (483) |
| Всего | 1311 (5832) | 1878 (2546) |
Определите опрокидывающий момент относительно основания, M :
M = ( P ) (⅓ x общая высота почвы)
M = (327 фунтов / фут) (⅓ x 4,67 футов) = 509 фут-фунт / фут (2.28 кН-м / м)
Проверить коэффициенты безопасности:
коэффициент безопасности опрокидывающего момента = 1878/509 = 3,7
3,7> 2 OK
коэффициент безопасности при скольжении = (1311 фунтов) (0,55) / (327 фунтов / фут) = 2,2
2,2> 1,5 OK
Проверить давление на почву:
Поскольку бетонная кладка, используемая в этом примере, предполагается сплошной или полностью залитой раствором, расчеты не включают проверку напряжения сдвига и напряжения изгиба в стене.Напряжения изгиба и сдвига проверяются во втором примере расчета, и видно, что их величины очень низкие. Напряжения изгиба и сдвига в гравитационных подпорных стенках почти всегда будут иметь второстепенное значение.
- 6-футовая (1,8 м) подпорная стена с высокой гравитацией
Эквивалентное давление жидкости грунта = 40 фунтов на фут (7,1 кН / м³)
Вес грунта = 100 фунтов на фут (15,7 кН / м³)
Коэффициент трения грунта = 0,55
грунт несущая способность = 2000 фунтов / фут² (0,096 МПа)
пустотелых бетонных блоков, 130 фунтов на фут (20.4 кН / м³) агрегаты будут заполнены песком, в результате чего общий вес составит 115 фунтов на квадратный дюйм (18,1 кН / м³)
f ’ м = 1500 фунтов на квадратный дюйм (10,3 МПа)
Бетонная опора на портландцементно-известковом растворе типа S, 23,6 кН / м³ (150 фунтов на фут)
Сначала определите ширину основания стены:
Из рисунка 2 попробуйте базовую ширину 42 дюйма.(1067 мм), при ширине основания 50 дюймов (1270 мм)
Определите опрокидывающий момент:
p = (6,67 фута) (40 фунтов на фут) = 267 фунтов / фут² (0,013 МПа)
P = ½ (267 фунтов / фут²) (6,67 фута) = 890 фунтов / фут (13 кН / м)
M = (890 фунтов / фут) (⅓ x 6,67 футов) = 1978 фут-фунт / фут (8,81 кН-м / м)
| Элемент: | Масса, фунт (Н) x | Рука, фут (м) = | Момент, фут-фунт (Н-м) |
| S 1 | 22 (98) | 1.50 (0,46) | 33 (45) |
| S 2 | 44 (196) | 1,83 (0,56) | 80 (108) |
| S 3 | 66 (294) | 2,17 (0,66) | 143 (194) |
| S 4 | 88 (391) | 2,50 (0,76) | 220 (298) |
| S 5 | 110 (489) | 2.83 (0,86) | 311 (422) |
| S 6 | 132 (587) | 3,17 (0,97) | 418 (566) |
| S 7 | 154 (685) | 3,50 (1,07) | 539 (731) |
| S 8 | 176 (783) | 3,83 (1,17) | 674 (914) |
| S 9 | 198 (881) | 4.17 (1,27) | 826 (1120) |
| M 1 | 690 (3070) | 0,83 (0,25) | 575 (780) |
| M 2 | 202 (899) | 1,50 (0,46) | 303 (411) |
| M 3 | 177 (787) | 1,83 (0,56) | 325 (441) |
| M 4 | 152 (676) | 2.17 (0,66) | 329 (446) |
| M 5 | 126 (560) | 2,50 (0,76) | 316 (428) |
| M 6 | 101 (449) | 2,83 (0,86) | 287 (389) |
| M 7 | 76 (338) | 3,17 (0,97) | 241 (327) |
| M 8 | 50 (222) | 3.50 (1,07) | 177 (240) |
| M 9 | 25 (111) | 3,83 (1,17) | 97 (132) |
| Ф. | 419 (1864) | 2,08 (0,63) | 872 (1182) |
| Всего | 3008 (13 380) | 6766 (9173) |
Проверить коэффициенты безопасности:
коэффициент безопасности опрокидывающего момента = 6766/1978 = 3.4
3,4> 2 OK
Коэффициент запаса прочности при скольжении = (3008 фунтов) (0,55) / (890 фунтов / фут) = 1,9
1,9> 1,5 OK
Проверить давление на почву:
Расположение P и эксцентриситет, e :
Проверка изгибных напряжений:
На глубине 6 футов (1,8 м):
P = ½ (6 футов) (40 фунтов на фут) (6 футов) = 720 фунтов (3203 Н)
M = (720 фунтов) (⅓ x 6 футов ) = 1440 фут-фунт (1952 Нм)
Предположим, что слой раствора составляет 50% общей площади:
Список литературы
- Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-95 / ASCE 5-95 / TMS 402-95.Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 1995 г.
- Стандартные технические условия для несущих бетонных блоков, ASTM C 90-95. Американское общество испытаний и материалов, 1995.
- Стандартные технические условия на строительный раствор для каменной кладки, ASTM C 270-92a. Американское общество испытаний и материалов, 1992.
Железобетонные консольные подпорные стены: | ||
| Конструкция подпорной стены | ||
| Формула Куломба-Ренкина |
| |
| Доплата за равномерную нагрузку на грунт |
| |
| Доплата за точечную нагрузку на грунт |
| |
| Доплата за загрузку полосы почвы |
| |
| Доплата за грунтовую нагрузку на рампу |
| |
| Доплата за треугольную нагрузку на грунт |
| |
| Линия загрузка грунта надбавка |
| |
| Угол скольжения |
| |
| Клиновой метод |
| |
| Пробная секция конструкции подпорной стены |
| |
| Устойчивость к раздвижной - без ключа |
| |
| Устойчивость к скольжению - ключ |
| |
| Эксцентриситет, макс. И мин. давление почвы |
| |
| Результирующее давление в подшипниках |
| |
| Проверить несущую способность |
| |
| Арматура стержневой секции |
| |
| Усиление пяточной части |
| |
| Усилитель носка |
| |
| Развитие стержневой стали длина |
| |
| Задача дизайна 1 |
| |
| Задача проектирования 2 |
| |
| Задача проектирования 3 |
| |
| Задача проектирования 4 |
| |